qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn

Tsunamit ja maanjäristykset

ATK3

Kastellin lukio

Viktor Jokiniemi 3a

Sisällys1. Tsunami....................................................................................................................................................2

1.1. Tsunamin synty.................................................................................................................................2

1.2. Tsunamin rantautuminen.................................................................................................................3

1.3. Tsunamien jaottelu...........................................................................................................................4

1.4. Varoitusjärjestelmät.........................................................................................................................4

2. Maanjäristykset........................................................................................................................................5

2.1. Maanjäristysaallot............................................................................................................................6

2.2. Maanjäristyksen voimakkuus............................................................................................................6

2.3. Japanin maanjäristys 2011................................................................................................................7

3. Lähdeluettelo............................................................................................................................................8

1

1. Tsunami

1.1.Tsunamin syntyTsunami on hyökyaalto, joka saattaa syntyä esimerkiksi syvän meren alueella sattuvasta maanjäristyksestä, rajusta tulivuoren purkauksesta, maanvyörymästä tai asteroidin pudotessa mereen. Tsunamit syntyvät yleisimmin laattarajojen subduktiovyöhykkeillä, joissa maan kuoren muodostavat litosfäärilaatat työntyvät toistensa alle – merellinen laatta mantereisen laatan alle tai merellinen toisen merellisen laatan alle. Kun merenpohjassa tapahtuu maanjäristys, merenpohja saattaa liikahtaa satojen neliökilometrien alueella ja samalla se saa järistyspaikan yläpuolella olevan vesimassan hypähtämään kuhmuksi. Tällöin järistyksen energiaa siirtyy järistyspisteen yläpuolella olevan vesimassan aaltoiluun ja tämä suuri vesimassa lähtee liikkeelle joka suuntaan. Valtameren vesi ei tsunamissa kulje eteenpäin vaan aaltoilee paikallaan pohjia myöten. Merenalaisen maanjäristyksen voimakkuus täytyy yleensä olla yli 6,5 Richterin asteikolla ja sen keskuksen on oltava melko matalalla, jotta se aiheuttaisi tuhoisan tsunamin.

Tsunami eroaa tavallisista tuulen synnyttämistä aalloista siten, että se saattaa meren vesimassan liikkeelle koko syvyydeltään, kun taas tuuliaaltojen vaikutus rajoittuu vain ylimpään pintakerrokseen. Tsunamien aallonpituudet ja nopeudet ovat myös huomattavasti isommat: aallonpituus kymmenistä satoihin kilometreihin sekä nopeus avomerellä 500-900 km/h. Tsunamin aallot ovat niin pitkiä, että ne vaikuttavat valtameren pohjaan asti. Tuulen kehittämien aaltojen nopeus on enintään tuulen nopeuden luokkaa, siis enintään muutamia kymmeniä metrejä sekunnissa. Tuulen kehittämän aaltoliikkeen jaksollisuus eli aallon periodi puolestaan on jotakin sekunteja ja enintään parikymmentä sekuntia. Tsunamin aallot esiintyvät 5 - 90 minuutin väliajoin.

2

1.2.Tsunamin rantautuminen

Kun tsunami lähestyy rannikkoa, sen muoto muuttuu, eikä sen aallonpituus pysy ennallaan veden madaltuessa. Yksittäisistä aalloista muodostuu korkea vesimuuri. Se vyöryy kohti rannikkoa samalla, kun sen perässä etenevät aallot tavoittavat sen, jolloin aallonkorkeus kasvaa räjähdysmäisesti. Joskus se imee veden rannalta, niin että aalto voi kasvaa 30 metrin korkuiseksi tai vieläkin korkeammaksi. 30-metrinen aalto, joka osuu rantaan 30–40 kilometrin tuntinopeudella, voi aiheuttaa suurta vahinkoa pitkällä sisämaassa asti. Tsunami on yleensä osa hyökyaaltosarjaa, johon kuuluu kahdesta kolmeen aaltoa.

Tsunamin saapuessa valtamereltä matalampaan veteen – ensin mannerjalustalle ja sitten rantaveteen – sen nopeus laskee nopeusriippuvuuden periaatteen mukaisesti. Edellä kulkevat aallot hidastuvat ensin, perässä tulevat aallot saavuttavat niitä, ja tsunamin aallonpituus lyhenee – se ikään kuin puristuu kasaan, jolloin aaltojen korkeus kasvaa. Vaikka tsunamin nopeus hidastuu, on se kuitenkin kymmeniä kilometrejä tunnissa (esimerkiksi 50 m syvässä vedessä vielä n. 80 km/h). Tsunamiaaltoa ei siis juoksemalla pääse karkuun. Jos edellä kulkevat aallot hidastuvat tarpeeksi, voivat perässä tulevat aallot saavuttaa ne kokonaan, jolloin aallot yhdistyvät. Tämä saattaa nostaa aallon korkeutta ja jyrkkyyttä niin, että aalto saapuu vesiseinänä. Yleisemmin tsunamiaalto saapuu kuitenkin rantaan loivana, vuoroveden kaltaisena tulva-aaltona, mutta huomattavasti nopeampana ja korkeampana. Tsunamin aiheuttamat vahingot maalla perustuvat sen synnyttämiin voimakkaisiin virtauksiin, jotka kuljettavat mukanaan isojakin tavaroita aiheuttaen huomattavia lisävahinkoja. Aallon vetäytyessä takaisin mereen kulkeutuu sen mukana paljon tavaraa ja myös ihmisiä pitkällekin merelle.

3

1.3.Tsunamien jaottelu

Tsunamit on jaettu kolmeen ryhmään: paikallisiin, alueellisiin ja niin sanottuihin megatsunameihin. Paikalliset tsunamit aiheuttavat tuhoa enintään 100 kilometrin säteellä ja aiheutuvat yleensä kivivyörystä, maanvyörymästä tai jäätikön lohkeamisesta. Niitä esiintyy verraten usein tietyillä alueilla.Alueellisten tsunamien tuhoalue rajoittuu siihen merialtaaseen, jossa tsunami on syntynyt, ja alueen säde on yleensä korkeintaan 1 000 kilometriä.

Megatsunamit ovat rajuja tsunameja, jotka etenevät merialtaiden ja valtameren yli jopa useita kertoja. Sellainen voi syntyä esimerkiksi merenpinnan alla olevan tulivuoren rinteen sortuessa valtamereen tai maanvyörymän seurauksena. Megatsunami on yksi suurimmista luonnonkatastrofiuhkista. Historian korkein megatsunami on ollut n. 700 metriä korkea. Megatsunamit ovat melko harvinaisia.

1.4.Varoitusjärjestelmät

Varoitusjärjestelmät pystyvät yleensä ennustamaan tsunamin saapumisajan melko tarkasti, mutta niiden koon, ja vastaavasti sisämaahan ulottuvuuden, arvioiminen on huomattavasti vaikeampaa. Varoitusjärjestelmän toiminta Tyynenmeren alueella perustuu alueella tapahtuvien suurten maanjäristysten havaitsemiseen ja paikantamiseen sekä niiden mahdollisesti aiheuttamien tsunamien synnyn varmentamiseen merenpinnan tasovaihteluita tarkkailemalle. Tarkoituksena on tarjota reaaliaikaista tsunami-informaatiota tsunamien aiheuttamien tuhojen minimoimiseksi. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi alueelle on perustettu kattava seismisten asemien verkko sekä merenpinnan tasovaihteluita tarkkaileva verkko. Lisäksi alueella on osittain käytössä merenpohjan painevaihteluita mittaava verkosto, jonka avulla on mahdollista havaita jopa 0,5 cm amplitudin tsunami 6 kilometriä syvässä vedessä.

Joillakin alueilla Tyynenmeren ympäristössä toimii koko Tyynenmeren alueen kattavan varoitusjärjestelmän lisäksi paikallisia varoitusjärjestelmiä (mm. Ranskan Polynesiassa, Japanissa, Venäjällä, Chilessä ja Yhdysvalloissa). Jos tsunamin aiheuttava maanjäristys tapahtuu lähellä rannikkoa, tsunami saattaa iskeytyä rannikolle vain joitakin minuutteja tai kymmeniä minuutteja järistyksen jälkeen. Yleisesti koko alueen kattavan varoitusjärjestelmän seismisen ja muun aineiston analysoimiseen kuluva aika on niin pitkä, ettei sen puitteissa ole mahdollista suojella alueita, jotka ovat hyvin lähellä tsunamin lähdettä. Yleensä paikalliset varoitusjärjestelmät perustuvat maanjäristysinformaatioon; varoitus annetaan välittömästi paikallisen maanjäristyksen jälkeen ilman varmaa tietoa mahdollisesta tsunamin synnystä.

Käynnissä oleva Internatiomal Early Warning Programme -ohjelma pyrkii varoitusjärjestelmien kehittämiseen kattavasti kaikilla maailman merille ja globaalin varoitusjärjestelmän rakentamiseen. UNESCO:n alaisuudessa toimiva IOC (Intergovernmental Oceanographic Commission) on saanut tehtäväkseen tehtäväksi avustaa jäsenvaltioitaan kehittämään varoitusjärjestelmiään.

4

2. Maanjäristykset

Maanjäristys sattuu, kun kallioperään varastoitunut jännitys ylittää jossakin pisteessä kiviaineksen lujuuden. Tällöin maanjäristyslähdettä eli fokusta ympäröivä kallioperä repeää ja kallioperän osaset siirtyvät toistensa suhteen. Repeäminen tapahtuu yleensä maankuoren vanhoja siirros- tai murrosvyöhykkeitä pitkin. Maanjäristyksen syntyyn vaikuttaa fokusalueella vallitseva jännityskenttä. Jännitystä varastoituu kallioperään nopeammin mannerlaattojen kohtaamisalueilla kuin niiden sisäosissa.

Valtaosa maanjäristyksistä sattuu laattareunoilla, mannerlaattojen välisillä alueilla. Arvion mukaan 70-90% maailman vuotuisesta seismisestä energiasta vapautuu Tyynen valtameren reunoilla. Toinen tärkeä maa-alueilla kulkeva vyöhyke ulottuu eteläisestä Euroopasta kohti Himalajan vuoristoa. Näillä päävyöhykkeillä toistuvasti maanjäristyksiä kokeneita maita ovat mm. Japani, Filippiinit, Indonesia, Chile, Peru, Meksiko sekä Yhdysvaltain Kalifornia ja Alaska, toisaalla esim. Italia, Kreikka, Turkki, ja Iran. Myös Kiina on kärsinyt toistuvasti suurista maanjäristyksistä, vaikka se jääkin tärkeiden laattareunojen ulkopuolelle.

5

2.1.Maanjäristysaallot

Aaltotyyppejä on kolme: primääri- (P), sekundaari- (S) ja pinta-aallot (L).

Primääri- eli pitkittäisaallot kulkevat nopeimmin ja saapuvat nimensä mukaisesti ensimmäisinä havaintopaikalle. Aallot kulkevat myös Maan nestemäisen ytimen läpi aina maapallon vastakkaiselle puolelle asti. Kaikkia alueita P-aallot eivät kuitenkaan saavuta, koska edetessään ne kääntyvät kohti Maan pintaa ja taipuvat vaipan ja ytimen rajalla. Ytimen ohi kulkevat aallot kulkevat etäisimmillään 103 asteen päähän järistyskeskuksesta. Ytimen läpäisseet aallot puolestaan peittävät noin 20 asteen säteisen alueen vastapuolella.

Sekundaariaallot ovat poikittaista aaltoliikettä, joka ei voi edetä nesteessä eikä siten läpäise Maan ydintä. Ne kulkevat P-aaltoja lähes puolet hitaammin. P-aaltojen tavoin S-aallot voidaan havaita 103 asteen säteisellä vyöhykkeellä järistyspaikasta, mutta ei kuitenkaan sen ulkopuolella.

Pinta-aallot kulkevat nimensä mukaisesti maanpintaa pitkin ja aiheuttavat suurimmat tuhot. Maan uloimmissa osissa eteneviä pitkäperiodisia aaltoja, joiden nopeus on noin 4 km/s. Pinta-aaltoja on kahta perustyyppiä: Rayleigh-aaltoja voi esiintyä kaikissa rakenteissa ja Love-aaltoja vain kerrostuneessa materiaalissa. Love-aallot eivät etene lainkaan nesteessä.

2.2.Maanjäristyksen voimakkuus

Maanjäristyksen voimakkuus ilmoitetaan lukemana jollain magnitudiasteikolla. Asteikot perustuvat laitehavainnointiin ja tapauksen rekisteröintijälkeen (järistyksen aiheuttaman maanliikkeen suuruus ja periodi) seismogrammissa. Magnitudi kuvaa maanjäristyksen voimakkuutta fysikaalisena tapahtumana. Vaikka magnitudi voidaan määrittää kaukanakin järistyslähteestä sijaitsevan seismografin rekisteröinnistä, se kuvaa maanjäristyksen voimakkuuttaa itse järistyslähteessä (toisin kuin intensiteetti) ja se on riippumaton rekisteröivän seismografiaseman etäisyydestä.

6

2.3.Japanin maanjäristys 2011

Sendain maanjäristys tapahtui perjantaina 11. maaliskuuta 2011 klo 14.46 paikallista aikaa Japanissa Tōhokun alueella Sendain lähellä. Maanjäristyksen voimakkuus oli 9,0 momenttimagnitudia. Järistyksen keskipiste oli 32 kilometrin syvyydessä 373 kilometriä koilliseen Tokiosta ja 129 kilometriä Japanin Honshūn pääsaaren itäpuolella. Järistysalueella on tapahtunut satoja jälkijäristyksiä. Toisella alueella, Niigatan prefektuurissa, tapahtui perjantai-iltana Suomen aikaa 6,6 magnitudin järistys, joka aiheutti ainakin maanvyöryjä. Kuolleita on löydetty 15 829, ja yli 450 000 ihmistä on evakuoitu sekä lisäksi 80 000 on evakoitu kodeistaan ydinvoimaloiden ongelmien takia Koillis-Japanissa. Alueella noin 4,4 miljoonaa taloutta menetti sähkönsaannin. Vedensaannin menetti noin 1,5 miljoonaa Järistys tuhosi 1 353 kohteessa tiet, 48 siltaa, yhden padon, 18 469 taloa romahti kokonaan tai osittain, 141 taloa paloi maan tasalle, yli 80 000 taloon tuli osittaisia vahinkoja sekä alueella on 120 ilmoitettua maanvyörymää. Lanka- ja matkapuhelinverkko eivät väliaikaisesti toimineet tuhoalueella. Järistys oli voimakkain Japanissa 140 vuoteen. Merelle huuhtoutui muun muassa sataa matkustajaa kuljettanut matkustaja-alus, joka löytyi myöhemmin kunnossa.

Järistys aiheutti tsunamin, jossa aallon korkeudeksi kuvattiin ensimmäisten lähteiden mukaan jopa 10 metriä. Japanilaisten tsunamimittausasemilla havaittiin ainakin 7,3 metriä korkea tsunami. Tsunamivaroitus annettiin kaikkiin Tyynen valtameren rannikkovaltioihin. Kesti noin 10-15 minuuttia ennen kuin tsunami ehti ensimmäisille rannoille 200 kilometrin päässä Japanin rannikolta sijainneelta järistyksen episentrumilta.

Fukushima I -voimalan ydinonnettomuudet seurasivat 11. maaliskuuta 2011 tapahtunutta Sendain maanjäristystä ja sen jälkeistä tsunamia. Ydinvoimalan reaktorit 1, 2 ja 3 sammuivat automaattisesti maanjäristyksen seurauksena, ja pääsähköverkon pimentyessä voimalan piti siirtyä käyttämään varageneraattoreita. Tsunamin jälkeen myös varageneraattorit lakkasivat toimimasta, jolloin reaktori 1:n jäähdytysveden pinta alkoi laskea ja polttoainesauvat paljastuivat. Reaktorin ydin ylikuumeni ja aiheutti säteilyvaaratilanteen. Myöhemmin myös reaktorit 3 ja 2 kärsivät ongelmista jäähdytysjärjestelmien kanssa. Kolme räjähdystä ja kaksi tulipaloa nostivat säteilylaskeuman ylempiin ilmakerroksiin, mistä se voi levitä tuhansien kilometrien alueelle. Tapauksen vakavuudelle annettiin alustavasti kansainvälisen seitsenportaisen INES-asteikon mukaan luokka neljä, joka on varsinaisten ydinonnettomuuksien alin luokka. Myöhemmin Ranskan ydinturvaviranomaiset eli ASN nosti Fukushiman ydinvoimalaonnettomuuden vakavuuden luokkaan kuusi. 12.4. Japani nosti onnettomuuden INES-luokituksen tasoon 7. Näin Fukushiman tapaus on vakavuudessaan samaa luokkaa Tshernobylin ydinonnettomuuden kanssa.

7

3. Lähdeluettelo

http://fi.wikipedia.org/wiki/Tsunami

http://www.helsinki.fi/geo/seismo/tsunamit/index.html

http://www.itameriportaali.fi/fi/muut_meret/fi_FI/tsunami/

http://tieku.fi/luonnonkatastrofit/mikae-tsunami-on

http://www.helsinki.fi/geo/seismo/maanjaristykset/tieto/varautuminen.html

http://fi.wikipedia.org/wiki/Maanj%C3%A4ristys

http://www.helsinki.fi/geo/seismo/maanjaristykset/tieto/magnitudi.html

8