Toukokuun 22. päivänä 1960 Etelä-Chilessä tapahtui tuhoisa maanjäristys. Maa tärisi 10 minuutin ajan niin rajusti, etteivät ihmiset pystyneet pysymään jaloillaan. Teihin aukesi halkeamia ja rakennuksia romahti. Eräs mies, jota siteerataan Yhdysvaltain geologisen tutkimuslaitoksen (USGS) raportissa (avautuu uudessa välilehdessä) järistyksestä ja sitä seuranneesta tsunamista selviytymisestä, luuli aluksi, että kylmä sota oli kärjistynyt ydinaseiden armageddoniksi.
Valdivian maanjäristys, joka on saanut nimensä sen epikenttää lähimpänä olevan kaupungin mukaan, oli noin 9,5 magnitudin suuruinen, mikä on suurin koskaan aiemmin tai sen jälkeen mitattu järistys. Mutta voivatko järistykset muuttua suuremmiksi?
Geotieteilijöiden mukaan vastaus on kyllä. Paljon suuremman järistyksen mahdollisuus on kuitenkin pieni. Vaikka 9,5 magnitudia suurempi järistys voisikin tapahtua, se vaatisi valtavan palan maankuorta murtumaan kerralla, mikä merkitsisi sekä valtavan syvää että poikkeuksellisen pitkää vikaa. Maapallolla ei ole monia paikkoja, joissa se voisi tapahtua, sanoo maanjäristysgeologi ja tiedeviestijä Wendy Bohon. Bohon kertoi Live Science -lehdelle, että 9,5 magnitudin järistys on luultavasti aivan sen ylärajan tuntumassa, mitä planeetta voi synnyttää, ja 10 magnitudin järistys on äärimmäisen epätodennäköinen;
"Se on hienoa Hollywoodille, mutta se ei ole realistista maapallolle, luojan kiitos", Bohon sanoi.
Magnitudi on maanjäristyksessä vapautuvan energian määrän mittaaminen. Se eroaa hieman siitä, kuinka voimakkaalta maanjäristys tuntuu, mihin voivat vaikuttaa etäisyys epikentästä ja maanpinnan olosuhteet. Sama järistys tuntuu voimakkaammalta löysällä maaperällä ja hiekalla seisovasta henkilöstä kuin kiinteällä kalliolla seisovasta henkilöstä, Bohon sanoi.
Järistyksen voimakkuus riippuu murtuman kokonaispinta-alasta. Tämä puolestaan riippuu siitä, kuinka syvälle maankuoreen ruhje ulottuu ja kuinka pitkä on ruhjeen rikkoutunut segmentti vaakasuunnassa. Alueen murtumiselle on fyysiset rajat. Syvimmät ruhjeet ovat subduktiovyöhykkeillä, joilla yksi mannerlaatta työntyy toisen alle. Jos mennään tarpeeksi syvälle, kivet ovat niin lämpimiä, että ne ovat kuumia ja tahmaisia; murtumisen sijasta ne taipuvat. Vaikka järistyksiä voi joskus tapahtua jopa 800 kilometrin (500 mailin) syvyydessä maan pinnan alla, USGS:n mukaan (avautuu uuteen välilehteen) useimmat syvällä olevat järistykset eivät aiheuta suurta järistystä maan pinnalla; ihmiselle vaarallisimpia ovat ne järistykset, jotka tapahtuvat maankuoren muutaman kymmenen kilometrin syvyydessä.
Etelä-Kalifornian yliopiston maanjäristysgeologi Heidi Houston (avautuu uudessa välilehdessä) sanoo, että suurten ja tuhoisien maanjäristysten aiheuttajina ovat eniten subduktiovyöhykkeillä sijaitsevat kallistuvat vyöhykkeet. Näissä kallistuvissa vyöhykkeissä, jotka on nimetty siksi, että ne ovat pikemminkin vinossa kuin pystysuorassa kulmassa, on suurimmat alueet kiviä, jotka voivat juuttua toisiaan vasten, jolloin jännitys kasvaa ja lopulta murtuu;
"Suurin vaikutus maanjäristyksen maksimikokoon on kallistuvan vyörytystason koolla, ja nämä vyörytystasot voivat kasvaa subduktiovyöhykkeellä", Houston kertoi Live Science -lehdelle.
Mutta myös rikkoutuvan vikapätkän pituudelle on rajoituksia. Jopa subduktiovyöhykkeen viat eivät katkea kerralla, Bohon sanoi. Tyypillisesti jokin tulee tielle — esimerkiksi merenalainen vuori (seamount) tai muutos kivilajissa tai kiven geometriassa, joka tekee jyrkänteen yhdestä osasta kestävämmän kuin sen naapurista.
Toinen maanjäristyksen voimakkuuteen vaikuttava tekijä on se, kuinka paljon vika liikkuu tai liukuu, Houston sanoi. Pääsääntöisesti pienemmät rikkoutumisalueet liukuvat vähemmän kuin suuremmat. Kun siis magnitudin 5 järistys voi liukua muutaman senttimetrin — etäisyys, joka ei todennäköisesti murra maata yläpuolella — magnitudin 9 järistys voi liukua 66 jalkaa (noin 20 metriä) tai enemmän. Chilen vuoden 1960 järistys itse asiassa kasvatti maan pinta-alaa, koska maa venyi, kertoi NPR:lle vuonna 2016 Chilen yliopiston seismologi Sergio Barrientos, joka eli järistyksen läpi (avautuu uuteen välilehteen) .
Suuruuden ymmärtäminen
Maanjäristysten voimakkuusasteikko voi tahattomasti hämärtää hyvin suurten maanjäristysten välisen eron. Asteikko ei ole lineaarinen vaan logaritminen: Jokaista yksikköä kohti maanpinnan liike kasvaa 10-kertaiseksi ja vapautuva energia 32-kertaiseksi. Bohon käyttää mielellään vertausta spagettinipun katkaisemisesta. Jos yhden spagettisäikeen katkaiseminen vastaa 5 magnitudin maanjäristystä, pitäisi katkaista 32 säiettä, jotta vapautuisi 6 magnitudin järistyksen energia. Tällä spagettiasteikolla magnitudi 7 vastaa 1 024 säikeen katkeamista, magnitudi 8 vastaa 32 768 säiettä ja magnitudi 9 vastaa 1 048 576 säiettä.
Kuten tästä esimerkistä käy ilmi, vapautuvan energian osalta ero magnitudin 8 ja magnitudin 9 järistyksen välillä on paljon suurempi kuin magnitudin 5 ja magnitudin 6 välillä. Näin ollen maanjäristyksen magnitudin nostaminen 9,5:stä 9,6:een vaatii paljon suuremman aluevirheen rikkoutumisen kuin maanjäristyksen 5,5:n ja 5,6:n magnitudin välillä;
Mittausten epävarmuuden vuoksi on edelleen tieteellistä keskustelua siitä, oliko Chilen vuoden 1960 järistys täsmälleen 9,5 magnitudin järistys, Houston sanoi. Houston sanoi, että 9,5 magnitudin järistys on yli kaksi kertaa voimakkaampi kuin seuraavaksi suurin koskaan mitattu järistys, 9,2 magnitudin järistys, joka iski Alaskan Prince William Soundiin vuonna 1964;
On tietysti olemassa planeettakatastrofeja, jotka voisivat teoriassa johtaa paljon massiivisempiin maanjäristyksiin: esimerkiksi törmäys asteroidin kanssa. (Jotkut tutkijat uskovat, että liitukauden lopun asteroiditörmäys, joka tappoi dinosaurukset 66 miljoonaa vuotta sitten, aiheutti maanjäristyksiä, joiden voimakkuus oli kaksinumeroinen, vaikka niiden koon määrittäminen on hankalaa.) Miljardien vuosien aikajänteellä maapallolla voisi varmasti tapahtua tällainen katastrofi, Houston sanoi. Hänen mukaansa on kuitenkin hyvin epätodennäköistä, että ihmisen eliniän aikana tapahtuisi jotain yhdeksän magnitudin keskikokoa suurempaa järistystä. Suurin geologisten todisteiden perusteella arvioitu muinainen järistys tapahtui myös Chilessä noin 3 800 vuotta sitten, ja sen voimakkuus oli todennäköisesti myös noin 9,5 magnitudia, 2022 tutkimuksen mukaan.
Koko ei ole aina tärkein tekijä maanjäristyksen tappavuuden kannalta, ainakaan ihmisille, Bohon sanoi. Pienemmät järistykset ovat aiheuttaneet monia, monia kuolemantapauksia pelkästään siksi, että ne ovat osuneet asutuille alueille ja alueille, joilla on romahdusalttiita rakennuksia. Chilen 9,5 magnitudin maanjäristyksessä kuoli noin 2 000 ihmistä, kun taas Kiinan Shaanxissa vuonna 1556 tapahtuneen, arviolta 8 magnitudin järistyksen uskotaan tappaneen noin 830 000 ihmistä. Vuonna 2005 suuruudeltaan 7,6 magnitudin maanjäristyksessä kuoli arviolta 79 000 ihmistä Kashmirissa, ja vuonna 2010 suuruudeltaan 7,0 magnitudin järistyksessä kuoli noin 220 000 ihmistä Haitissa. Jopa vuoden 1994 Northridgen maanjäristys, joka oli vain 6,7 magnitudin järistys, joka tapahtui vyöhykkeellä, jota kukaan ei ollut edes huomannut aiemmin, tappoi 57 ihmistä, haavoitti tuhansia ja aiheutti miljardien dollarien vahingot, koska se iski Los Angelesiin;
"Niin monet mahdolliset viat voivat aiheuttaa vahingollisia maanjäristyksiä", Bohon sanoi. "Mutta ihmiset ajattelevat vain suurta."
