Vår dynamiska planet – hur den formas… - Luleå tekniska universitet
Vår dynamiska planet – hur den formas… - Luleå tekniska universitet
Vår dynamiska planet – hur den formas… - Luleå tekniska universitet
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
10/13/2011<br />
<strong>Vår</strong> <strong>dynamiska</strong> <strong>planet</strong> <strong>–</strong> <strong>hur</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>formas…</strong><br />
Maria Ask<br />
Inst. samhällsbyggnad & naturresurser<br />
Avd. geovetenskap & miljöteknik<br />
Kulturens Hus, <strong>den</strong> 6 oktober, 2011 kl.19 00- 20 30<br />
1. Introduktion<br />
2. Jor<strong>den</strong>s uppbyggnad & historia<br />
3. Den plattektoniska modellen<br />
PLAN<br />
4. Plattektoniska processer & konsekvenser<br />
• Jordskalv<br />
• Vulkanisk aktivitet<br />
• Bergskedjebildning<br />
• Klimat<br />
5. Frågor<br />
1
10/13/2011<br />
1. Introduktion<br />
INBJUDAN<br />
Så tidigt som år 1596 föreslogs att kontinenterna runt Atlanten<br />
en gång hade suttit samman men det var först i modern tid som<br />
teorin på allvar tog form.<br />
Genom <strong>den</strong> plattektoniska modellen kan vi förstå förekomsten av<br />
en rad olika geologiska processer som till exempel jordskalv,<br />
vulkanisk aktivitet och bergskedjebildning. Plattektoniken spelar<br />
också en viktig roll för förekomsten av själva livet på Jor<strong>den</strong>.<br />
Maria Ask, docent i berganläggningsteknik vid <strong>Luleå</strong> <strong>tekniska</strong><br />
<strong>universitet</strong>, berättar om de olika processer som format Jor<strong>den</strong><br />
och dess klimat.<br />
2
10/13/2011<br />
<strong>Vår</strong> <strong>dynamiska</strong> <strong>planet</strong> <strong>–</strong> en<br />
föreläsningsserie 2011<br />
6 oktober <strong>Vår</strong> <strong>dynamiska</strong> <strong>planet</strong> <strong>–</strong> <strong>hur</strong> <strong>den</strong> <strong>formas…</strong><br />
Föreläsare: Maria Ask, LTU<br />
Tid & plats: Här och nu fram till kl 20:30<br />
13 oktober <strong>Vår</strong> <strong>dynamiska</strong> <strong>planet</strong> <strong>–</strong> ett nära perspektiv…<br />
Föreläsare: Björn Lund, Uppsala <strong>universitet</strong>,<br />
Maria Ask, LTU<br />
Tid: kl. 19:00 <strong>–</strong> 20:30<br />
Plats: Kulturens hus, Lilla salen<br />
19 oktober <strong>Vår</strong> <strong>dynamiska</strong> <strong>planet</strong> <strong>–</strong> en övervakad verklighet…<br />
Föreläsare: Maria Ask, LTU<br />
Tid: kl. 19:00 <strong>–</strong> 20:30<br />
Plats: Kulturens hus, Lilla salen<br />
Maria Ask<br />
Bakgrund<br />
• Bergsingenjör, spec.: oljeprospektering, LuTH, 1991<br />
• DEA Géodynamique, Uni. de Nice-Sophia Antipolis, 1992<br />
• Teknisk Licentiat, Teknisk geologi, KTH, 1996<br />
• T.D., Teknisk geologi, KTH, 19961998<br />
• Lektor i bergmekanik, LTU, sedan 2002<br />
• Docent i berganläggningsteknik, LTU, 2006<br />
Forskning & forskningsintressen<br />
• Japanska djuphavsediment<br />
• Indata till förvaret av använt kärnbränsle<br />
• Ingenjörsgeologi<br />
• Ocean- och kontinentalborrning (Integrated Ocean Drilling<br />
Program, IODP respektive Integrated Continental Drilling<br />
Program, ICDP)<br />
Övrigt<br />
• Assimilerad Lulebo i Antnäs<br />
• Gift, vi har tre barn (11, 9 och 4 år) och en katt (1 år)<br />
• Gillar uteliv och ekologi<br />
3
10/13/2011<br />
2. Jor<strong>den</strong>s uppbyggnad & historia<br />
Struktur<br />
Skorpan<br />
Moho<br />
400 km<br />
670 km<br />
Kontinentala<br />
skorpan ~40 km<br />
sammansättning<br />
Oceaniska<br />
skorpan ~6 km<br />
Nedre manteln<br />
reologiska egenskaper<br />
(deformationsegenskaper)<br />
Kontinentala litosfären<br />
100-150 km<br />
Oceaniska litosfären<br />
70-80 km<br />
Mesosfären<br />
~700 km<br />
• Litosfären, hållfast lager,<br />
skorpan och övre manteln<br />
• Astenosfären, delvis<br />
uppsmält och svagare lager,<br />
övre manteln och<br />
övergångszonen<br />
• Mesosfären, högre hållfast<br />
lager, nedre manteln<br />
• Flytande lager, yttre kärnan<br />
• Fast lager, inre kärnan<br />
Yttre<br />
kärnan<br />
Flytande<br />
5150 km<br />
2891 km<br />
(Gutenbergdiskontinuiteten)<br />
Inre<br />
kärnan<br />
Fast<br />
6371 km<br />
(Kearey & Vine, 1996. Global Tectonics)<br />
4
10/13/2011<br />
Litosfärplattor<br />
(Tarbuck & Lutgens, 1999. Earth, an introduction to physical geology)<br />
Drivkrafter<br />
(Tarbuck & Lutgens, 1999. Earth, an introduction to physical geology<br />
Press & Siever, 1998. Understanding Earth)<br />
5
10/13/2011<br />
Ålder<br />
(International commission of stratigraphy, 2005; Tarbuck & Lutgens, 1999. Earth, an introduction to physical geology;<br />
Bild: Nationalencykopedin)<br />
3. Den plattektoniska modellen<br />
6
10/13/2011<br />
Teorier före 1900<br />
I stort katastrofscenarios, ofta med bibliska<br />
förebilder<br />
1. Abraham Ortelius, 1596. Nord- och Sydamerikas<br />
drift från Europa och Afrika har skapat Atlanten<br />
(Atlantis)<br />
2. Sir Francis Bacon, 1620. Sydamerikas och Afrikas<br />
västkusters liknande form<br />
3. François Placet, 1666. Amerikas separation<br />
relateras till syndaflo<strong>den</strong><br />
4. Theodor Christoph Lilienthal, 1756. Syd-amerika<br />
och Afrikas separation relateras till bibliska<br />
katastrofer<br />
5. Alexander von Humbolt, 1801; 1845. Likheter<br />
mellan Amerika och Europa/Afrika. Atlanten<br />
bildades under katastrof<br />
6. Antonio Snider-Pellegrini, 1858. Introducerade<br />
termen ”drift” relaterat till multipla katastrofer.<br />
7. Oswald Fisher, 1882. Månen har drivit bort från<br />
Stilla havet<br />
Rekonstruktion enligt<br />
Snider-Pellegrinis, 1858<br />
(Kearey & Vine, 1996. Global Tectonics)<br />
Teorier tidigt 1900-t<br />
• Övergång från bibliska katastrofer till aktualismen (James Hutton, Sir<br />
Charles Lyell)<br />
• F.B. Taylor, 1910. Introducerar konceptet kontinentaldrift<br />
Kontinentaldriften orsakar bildandet av bergkedjor av<br />
Tertiär ålder<br />
(P Kearey & FJ Vine, 1996. Global Tectonics)<br />
7
10/13/2011<br />
Mer teorier tidigt 1900-t<br />
• Alfred Wegener, 1912.<br />
• Introducerar konceptet kontinentaldrift (strax efter<br />
Taylor). Jämför geologi, fossil, mm.<br />
• Men saknar ide om bakomliggande process och<br />
ger felaktig uppskattning på hastigheten på<br />
kontinentaldriften<br />
• Delade geologerna i två läger, ”drifters” och ”nondrifters”<br />
Karbon<br />
Eocene (Tertiär)<br />
Kvartär<br />
(Kearey & Vine, 1996. Global Tectonics<br />
Press & Siever, 1998. Understanding Earth)<br />
Efter första världskriget<br />
• A. Holmes, 1928 utvecklar en teori för mekanismen bakom<br />
kontinentaldriften: konvektionsströmmar som drivs av radioaktivt<br />
sönderfall, grun<strong>den</strong> för <strong>den</strong> moderna plattektoniken.<br />
(Kearey & Vine, 1996. Global Tectonics<br />
Press & Siever, 1998. Understanding Earth)<br />
8
10/13/2011<br />
Plattektoniken föds<br />
• Ökad undersökning av havsområ<strong>den</strong>a; Utveckling av GMT (Greenwich<br />
Mean Solar Time) efter andra världskriget<br />
• H.H. Hess, 1960; 1962, ”Seafloor spreading” hypotesen<br />
(Kearey & Vine, 1996. Global Tectonics)<br />
• Vine & Matthews, 1963 visar magnetiska mönster på havsbotten<br />
relaterad till ålder<br />
(Lowrie, 1997. Fundamentals of geophysics)<br />
9
10/13/2011<br />
• Wilson, 1965 presenterar hypotesen för transforma förkastningar<br />
• Barazangi & Dorman, 1967 sammanställer <strong>den</strong> globala<br />
jordskalvsförekomsten<br />
(Lowrie, 1997. Fundamentals of geophysics)<br />
• B. Isacks, J Oliver,<br />
L.R Sykes, 1968<br />
bevisar existensen av<br />
subduktionszoner<br />
med hjälp av<br />
jordskalvdata från<br />
Stilla Havet<br />
(Isacks et al., 1968. Seismology and the<br />
new global tectonics)<br />
10
10/13/2011<br />
” Den plattektoniska modellen har inneburit en revolution inom geologin<br />
och har lett till att en rad geologiska fenomen och processer, såsom<br />
jordbävningar, vulkanism, bergskedjebildning och bildning av olika<br />
bergartstyper och malmtyper, kunnat sättas in i ett större plattektoniskt<br />
sammanhang.<br />
Likaså har <strong>den</strong> givit en ny förståelse för jor<strong>den</strong>s geologiska utveckling.<br />
Att <strong>den</strong> plattektoniska modellen numera är väl etablerad betyder dock inte<br />
att förståelsen av de globala tektoniska processerna är fullständig.”<br />
Nationalencyklopedin<br />
4. Plattektoniska processer & konsekvenser<br />
11
10/13/2011<br />
Jordskalv<br />
(Press & Siever, 1998. Understanding Earth)<br />
Rickterskalan (1935)<br />
• Skala för jordskalvmagnituder,<br />
mått på energiutlösning<br />
• Magnitu<strong>den</strong> definieras som<br />
10-logaritmen av <strong>den</strong> största<br />
amplitu<strong>den</strong> (i μm) i <strong>den</strong><br />
vågform som registreras på en<br />
standardseismograf på 100<br />
km avstånd från epicentrum<br />
• Magnituder beräknas ur<br />
ytvågor (M s ) eller primärvågor<br />
(m b ). M s rapporteras oftast.<br />
• Flera andra skalor finns, t ex<br />
Mercalliskalan (jordskalvens<br />
intensitet, katastrofgrad).<br />
1,6 10 18 Ms<br />
1,4 10 18<br />
mb<br />
1,2 10 18<br />
1 10 18<br />
8 10 17<br />
6 10 17<br />
4 10 17<br />
2 10 17<br />
4 5 6 7 8 9 10<br />
Magnitud<br />
12
10/13/2011<br />
Var sker skalven?<br />
Beskrivning Magnitud Medelantal per år<br />
Stor ≥ 8 1<br />
Allvarlig 7-7.9 17<br />
Kraftig 6-6.9 134<br />
Måttlig 5-5.9 1319<br />
Lindrig 4-4.9 ~13 000<br />
Svag 3-3.9 ~130 000<br />
Mycket svag 2-2.9 1 300 000<br />
• Richterskalan<br />
(Keller & Blodgett, 2006. Natural Hazards<br />
Tabelldata: US Geological Survey, 2000)<br />
Skattning av risk<br />
(Global Seismic Hazard Assessment Program, http://www.seismo.ethz.ch/static/GSHAP/)<br />
13
10/13/2011<br />
Tsunamis<br />
Tsunamivågor bildas av hastig förflyttning av<br />
stora vattenvolymer pga<br />
• Vertikal rörelse på havsbottnen som<br />
resultat av stora marina jordbävningar<br />
• Marina vulkanutbrott<br />
• Kustnära och/eller submarina jordskred<br />
• Meteornedslag<br />
(Press & Siever, 1998. Understanding Earth)<br />
1. När en tsunami bildas skapas ett<br />
energiflöde (som funktion av våghastighet<br />
& vågamplitud)<br />
2. Till havs färdas tsunamis med hög<br />
hastighet (700 km/h) och låg energiförlust<br />
<strong>den</strong> propagerar över stora sträckor med<br />
begränsad energiförlust<br />
3. När en tsunami närmar sig land<br />
• Energiflödet är ~konstant<br />
• Hastigheten minskar<br />
• Vågamplitu<strong>den</strong> ökar<br />
4. Havsbotten och kustens topografi kan<br />
förstärka effekterna<br />
5. Tsunamis har stor erosionspotential,<br />
orsakar översvämning (även längs floder)<br />
Tsunami från ett jordskalv 19921212, Maumere,<br />
Flores Island, Indonesien (Reuters/Bettman)<br />
14
10/13/2011<br />
Vulkaner<br />
(Keller & Blodgett, 2006. Natural Hazards)<br />
Vulkanisk aktivitet<br />
Fem huvudtyper:<br />
1. Slaggkoner: kan bildas i alla vulkaniska<br />
miljöer<br />
2. Stratovulkaner: subduktions zoner<br />
3. Sköldvulkaner: oceansk miljö<br />
(spridningsryggar, hetfläckar)<br />
4. Kaldera: hetfläckar, subduktionszoner<br />
5. Lavadomer: subduktionszoner<br />
Stratovulkan (Mt Fuji, Japan)<br />
Slaggkon (Hawai, USA)<br />
Kaldera (Kilauea, Hawai)<br />
Lavadom (Novarupta, Alaska, USA)<br />
Sköldvulkan (Mauna Loa, Hawai))<br />
(Kursmaterial, Uppsala Universitet, http://www.geofys.uu.se/files/teacher/T3_UppbyggnadOchStruktur.pdf)<br />
15
10/13/2011<br />
Var finns vulkaner?<br />
(Keller & Blodgett, 2006. Natural Hazards)<br />
Pyroklastikt flöde från Mount Unzen, Japan, 1991<br />
Katastrofala effekter<br />
• ~500 miljoner människor bor nära vulkaner<br />
• Primära effekter från vulkanutbrott:<br />
• Lavaflö<strong>den</strong><br />
• Pyroklastisk aktivitet (asknedfall, pyroklastiska<br />
flö<strong>den</strong>)<br />
• Explosioner<br />
• Utsläpp av giftiga gaser<br />
• Sekundära effekter<br />
• Skred<br />
• Översvämningar<br />
• Bränder<br />
• Tsunamis<br />
• Global nedkylning<br />
Koldioxidutsläpp,<br />
Lake Nyos, 1986<br />
Mount St Helen, USA, före och efter utbrottet 1980<br />
(Keller & Blodgett, 2006. Natural Hazards)<br />
16
10/13/2011<br />
Bergkedjor<br />
Subduktonszon<br />
Kollisionszon<br />
(Press & Siever, 1998. Understanding Earth)<br />
Rekonstruktioner<br />
(Press & Siever, 1998. Understanding Earth)<br />
17
10/13/2011<br />
Jor<strong>den</strong>s bergskedjor<br />
(Press & Siever, 1998. Understanding Earth)<br />
Plattektoniken inverkar klimatet<br />
både direkt och indirekt:<br />
Klimatet<br />
1. Kontinenternas placering<br />
på Jor<strong>den</strong><br />
2. Oceaner och havströmmar<br />
3. Vulkaner och gasutsläpp<br />
4. Olika typer av bassänger<br />
• Bildade från hetfläckar<br />
• Associerade med<br />
spridningszoner<br />
• Associerade med<br />
subduktionzoner<br />
Golfströmmen (RSMAS, Miami University, USA)<br />
18
Change language