jordbävningar - su.se · • du anmälar dig på plats genom att fylla i och lämna in blanketten...
TRANSCRIPT
Bild: CNN
Jordbävningar
1
Dina lärare
Bild av Erik Sturkell: Filippa Rosenberg/SR; bild av Barbara Kleine: University of Iceland; ovriga bilder: Stockholms universitet
2
Alasdair Skelton, professor, geokemi och petrologiErik Sturkell, professor, geofysikOtto Hermelin, universitetslektor, paleontologyElin Tollefsen, doktorand, geologiBarbara Kleine, forskare, petrologiDraupnir Einarsson, verkstadstekniker
Orienteringskursen Jordbävningar handlar om Jordens struktur, plattektonik, förkastningar, jordbävningar och naturkatastrofer orsakade av jordbävningar (t.ex. tsunamier, vulkanutbrott). Du kommer att få ta del av aktuell forskning om metoder att kunnaförutsäga jordbävningar.
Kurslitteratur är Earth: Portrait of a Planet av Marshak och ett flertalvetenskapliga artiklar.
Fälthandbok för Norra Island av Sturkell et al. samt Living Earth: Outline of the Geology of Iceland av Ari Trausti Guðmundssonrekommenderas som extra läsningsmaterial för exkursionsdelen.
Om kursen
3
Ditt betyg baseras på: • En skriftlig tentamen (80%)• En exkursionsrapport (20%)
Vi använder en 7-gradig betygskala (A-F):Godkänt: A: 90%; B: 80%; C: 70%; D: 60%; E: 50%Ej godkänt: Fx: 40%; F: <40%
Kunskapskontroll
4
Vårt schema är (tisdagar):
22/1 Historiska jordbävningar – Alasdair Skelton
29/1 Plattektonik – Alasdair Skelton
5/2 Förkastningar och jordbävningar – Alasdair Skelton
12/2 Var ligger epicentrumet och hur kraftig är en jordbävning? – Alasdair Skelton 19/2 Jordbävningar och tsunamier – Alasdair Skelton
* * * 26/2 Sportslov * * *
4/3 Jordbävningar och vulkanism – Otto Hermelin
11/3 Att förutsäga jordbävningar – Alasdair Skelton
18/3 Island – Erik Sturkell
25/3 Tentamen
28/5 Omtentamen
29/6-5/7 Exkursion till Akureyri, norra Island
Ditt schema
5
Exkursion till Akureyri, norra Island29/6-5/7-2020
6
Det praktiska ...
Bilder från Cotswold Outdoors och Hostelling Scotland
7
• Du anmälar dig på plats genom att fylla i och lämna in blanketten som du får på
föreläsning. Du får endast anmäla dig själv.
• Du lämnar in anmälningsblanketten idag eller vid nästa föreläsningen (29/1).
• Du får en bekräftelse att du har fått en plats på exkursion senast 31/1.
• Du ordnar din resa till och från Keflavik/Reykjavik efter att du har fått denna
bekräftelse.
• Du infomerar Alasdair Skelton ([email protected]).
Anmälan
8
När …
• Du ska vara framme i Keflavik 29/6 senast 16.00 (t ex Icelandair FI307)
(eller BSI busstation i Reykjavik senast 17.00)
• Vi ordnar boende fr o m 29/6 (kvällen) t o m 5/7 (morgonen) – 6 nätter
• Du kan flyga hem från Keflavik 5/7 tidigast kl. 16 (t ex Icelandair FI312)
Du ordnar egen transport till/från Keflavik/Reykjavik
9
Bild från Hutchinson (1915), History of the Nations
Historiska jordbävningar
10
Atén
Sparta
Spartas oligarki eller Aténs demokrati
11
Spartas oligarki eller Aténs demokrati
• 480 f.Kr. Spartaner ledar det peloponnesiska förbundet och bl a lyckas fördröja persernas anfall mot Grekland
• 464 f. Kr. Spartaner drabbas av “en svår jordbävning”• 464–460 f.Kr. Uppror bland heloterna (slavbefolkningen)• 431–404 f.Kr. Det peleponnesiska kriget• 371 f.Kr. Spartaner besegrades
Bilder från Pintrest
12
Sparta 464 f.Kr.
Bild från Hutchinson (1915), History of the Nations
13
Sparta, Grekland
Bild från BBC
14
Bild från Benedetti et al. (2002)
Spartaförkastningen
15
Bilder från Armijo et al. (1991) och Google Earth
16
2000 m
1000 m
0 m
-1000 m
-2000 m
-3000 m
Spartaförkastningen
Taygetos Sparta
Bild från Armijo et al. (1991)
Liggvägg
Hängvägg
Normalförkastning
17
Spartaförkastningen
Hängvägg
Liggvägg
18
Spartaförkastningen, Anogia
Bild: Reuben Fritzon
19
2000 m
1000 m
0 m
-1000 m
-2000 m
-3000 m
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Taygetos Sparta
Bild från Armijo et al. (1991)
Liggvägg
Hängvägg
Normalförkastning
M = ?
20
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Seismisk moment (M0)
M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning
Moment magnitud (MW)
MW = ⅔ (log M0 – 9)
21
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Seismisk moment (M0)
M0 = AD = bergstyrkaA = sprickytans areaD = förskjutning
= 30 000 000 000 N/m2
22
Tiopotenser
101 = 10 106 = 1 000 000
102 = 100
103 = 1000
10−1 = 0,1
10−2 = 0,01
10−3 = 0,001
100 = 1
10−5 =0,00001
4,6 109 = 4 600 000 000
23
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Seismisk moment (M0)
M0 = AD = bergstyrkaA = sprickytans areaD = förskjutning
= 30 000 000 000 N/m2
= 3 1010 N/m2
24
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Seismisk moment (M0)
M0 = AD = bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning
= 3 1010 N/m2
A = L BL = längdB = bredd
25
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Seismisk moment (M0)
M0 = AD = bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning
= 3 1010 N/m2
L = 20 km
Längd (L)
26
Plastisk deformation
Spröd deformation10 km70
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Bredd (B)
27
Trigonometri
bc
a
a
sin a = b/c
cos a = a/c
tan a = b/a
5 cmc
b
30
sin 30 = 5 cm / c
c = 5 cm / sin 30
c = 5 cm / 0,5
c = 10 cm
Hur lång är hypotenusen (c)?
28
Trigonometri
bc
a
a
sin a = b/c
cos a = a/c
tan a = b/a
bc
10 cm
30
cos 30 = 10 cm / c
c = 10 cm / cos 30
c = 10 cm / 0,866
c = 11,6 cm
Hur lång är hypotenusen (c)?
29
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Seismisk moment (M0)
M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning
= 3 1010 N/m2
70
20
10
km
cos (20) = 10 km / B
B = 10 km / cos (20)
B = 10 km / 0,940
B = 10,6 km
Bredd (B)
30
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Seismisk moment (M0)
M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning
= 3 1010 N/m2
A = 212 km2
A = 2,1 100 000 000 m2
A = 2,1 108 m2
A = 20 km 10,6 km
A = L B
Sprickytans area (A)
31
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Seismisk moment (M0)
M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning
= 3 1010 N/m2
A = 2,1 108 m2
D = 7 m
Förskjutning (D)
32
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Seismisk moment (M0)
M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning
= 3 1010 N/m2
A = 2,1 108 m2
D = 7 m
M0 = AD
M0 = 3 1010 2,1 108 7 Nm
M0 = (3 2,1 7) (1010 108)Nm
M0 = 44,1 10(10+8) Nm
M0 = 44,1 1018 Nm
M0 = 4,4 1019 Nm
33
Tiologaritmen
10𝑥 = 𝑎
𝑥 = 𝑙𝑜𝑔10𝑎
𝑥 = 2
102 = 100
𝑎 = 100
𝑙𝑜𝑔10100 = 2
𝑥 = 3
103 = 1000
𝑎 = 1000
𝑙𝑜𝑔101000 = 3
𝑥 = 1
101 = 10
𝑎 = 10
𝑙𝑜𝑔1010 = 1
34
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Moment magnitud (MW)
MW = ⅔ (log M0 – 9)M0 = 4,4 1019 Nm
log M0 = 19,6
MW = ⅔ (19,6 – 9)
MW = ⅔ (10,6)
MW = 7,1
MW = ⅔ (log M0 – 9)
35
2000 m
1000 m
0 m
-1000 m
-2000 m
-3000 m
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Taygetos Sparta
Bild från Armijo et al. (1991)
Liggvägg
Hängvägg
Normalförkastning
M = 7,1
36
K 4019
Bild från Benedetti et al. (2002)
Spartaförkastningen
Anogia
-
Cl3617a 4
2
Ca4020
Muon (kosmogenisk partikel)
37
Benedetti et al. (2002)
Förs
kju
tnin
g(m
)
36Cl/g100 000 200 000 300 000
Spartaförkastningen
2
4
6
8
0
0
464 f.Kr.
D = 1 m
38
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Seismisk moment (M0)
M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning
M0 = AD
M0 = 3 1010 2,1 108 1 Nm
M0 = (3 2,1 1) (1010 108) Nm
M0 = 6,3 10(10+8) Nm
M0 = 6,3 1018 Nm
= 3 1010 N/m2
A = 2,12 108 m2
D = 1 m
39
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Moment magnitud (MW)
MW = ⅔ (log M0 – 9)M0 = 6,3 1018 Nm
log M0 = 18,8
MW = ⅔ (18,8 – 9)
MW = ⅔ (9,8)
MW = 6,5
MW = ⅔ (log M0 – 9)
40
2000 m
1000 m
0 m
-1000 m
-2000 m
-3000 m
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Taygetos Sparta
Bild från Armijo et al. (1991)
Liggvägg
Hängvägg
Normalförkastning
M = 6,5
41
Benedetti et al. (2002)
Förs
kju
tnin
g(m
)
36Cl/g100 000 200 000 300 000
Spartaförkastningen
D = 7 m
2
4
6
8
0
0
464 f.Kr.
Kalcit
Kalcit
Kvarts
42
2000 m
1000 m
0 m
-1000 m
-2000 m
-3000 m
Spartajordbävning 464 f.Kr.
Taygetos Sparta
Bild från Armijo et al. (1991)
Liggvägg
Hängvägg
Normalförkastning
M = 7,1
43
Hur mycket större är M 7,1 än M 6,5?
10 7,1
10 6,5
12 589 254
3 162 278
4 större
10 7,1
10 6,5
4 större
10 (7,1 – 6,5)
10 0,6
44
Hur mycket kraftigare är M 7,1 än M 6,7?
19 kraftigare
32 (7,1 – 6,5)
32 0,6
45
Bild från Hutchinson (1915), History of the Nations
Historiska jordbävningar
46
Läsanvisningar
• Armijo, R., Lyon-Caen, H. & Papanastassiou. A possible normal-fault rupture for the 464 BC Sparta earthquake. Nature 351, 137–139 (1991)
47