Maavärinad (0)

Maavärinad
http://www.gi.ee/geomoodulid/
 
Ko  ostanud Ül e Li ber
Maavärina tagajärjed Islandil
 
 
Maavärinad
• 20. sajandil täiustusid seismiliste lainete 
mõõtmisvahendid ja hakati rohkem seismograafe 
kasutama maavärinate registreerimiseks.
• Üleilmne seismojaamade võrk rajati 1960. aastatel, 
mis võimaldas registreerida kõik maavärinad. 
•Tänu sellele selgus, et suurem osa maavärinaid 
toimub vaid teatud piirkondades – peamiselt laamade 
äärealadel. 
 
 
Maavärinate esinemispiirkonnad
1954. aastal avaldas prantsuse seismoloog J.P. Rothé sellise 
kaardi, kus on  näidatud  maavärinate peamised esinemisalad.
 
 
Maavärinate registreerimine
•  http://earthquake.usgs.gov/eqcenter/index.php
 
 
Maavärinate esinemispiirkonnad
Punasega  on tähistatud vulkaanide levikualad, kol asega 
 
 
maavärinate pi rkonnad, sinisega laamade pi rid.
Mis on  maavärin ?
• Maavärin on maapinna lühiajaline ja äkiline 
li kumine (vappumine), mis on põhjustatud 
kivimitesse kogunenud pingete vabanemisest. 
•  Pinged  kogunevad kivimitesse (litosfääri) 
eelkõige laamade li kumise tõttu, s.o. maasisese 
ainese ümberpaiknemisel. Üheks põhjuseks on 
näiteks konvektsiooniprotsessid. 
• Maavärinal vabaneb tohutult suur hulk energiat. 
 
 
Maavärina  kolle ja  epitsenter
• maavärina kolle 
(fookus) on koht 
maapõues, kust algab 
• kivimite rebestumine 
e murrang.
•  maavärina  kese  
(epitsenter) on 
vahetult  kolde  kohal 
olev koht maapinnal
 
 
Kolme tüüpi murrangud
Sõltuvalt pingete  suunast  maapõues võivad kivimiplokid piki 
maavärina murrangut  libiseda  külgsuunas, üles või al a. 
murrang
ulatus
 
 
http://www.iris.edu/gifs/animations/faults.ht m
Murrangud
1980. aasta oktoobris toimus 
El Asnamis Alzeerias 7.3 
magnituudine maavärin, 
mil es hukkus enam kui 5000 
inimest. 
Kilomeetrite  pikkune  
murrangulõhe, mis on 
tekkinud maakooreplokkide 
tugeva kokkusurumise 
tagajärjel. Fotolt on näha, et 
üks maakooreplokk on teise 
suhtes 3 m võrra  kerkinud . 
 
 
Murrangud
1992. aastal  California  (USA) maavärinal tekkis ligi 70 km 
pikkune murrang.  Maakoore osad nihkusid üksteisest 
eemale mõne  
s kohas 5,5 m ja vertikaal  
selt 1,8 m. 
San  Andrease  
murranguvöönd 
Põhja-Ameerikas 
Loode–kagu  suunaline  400 
km pikkune San Andrease 
murrang sai oma nime 1895 
aastal geoloog Lawsonilt, 
kes nimetas sel e  San 
Andrease järve järgi. 
Tookord ta ei  teadnud , et 
see ulatub kuni Californiani 
välja. 
 
 
San Andrease 
murrang
 
 
Maavärinad
• 95% maavärinatest on tektoonilised maavärinad, mis 
on tekkinud  kivimite purunemisel e. murrangute tekke 
tulemusena. Need tekivad peamiselt maapinna 
lähedases kihtides.   
• 4-5% maavärinatest tekib plahvatuslike  vulkaanipursete  
tagajärjel või ka vulkaanipursete eel.   Sel ised 
maavärinad tekivad sügaval subduktsioonivööndites 
(kuni 670 km). 
 
 
Sügavuse alusel 
jaotatakse 
maavärinaid
 madalad (fookuse 
sügavus kuni 60 km)
 keskmised (60-300 km) 
 sügavad (üle 300 km)
• Ligikaudu 90% 
maavärinatest toimub 
sügavusel al a 100 km
 
 
Eri sügavusel toimunud maavärinad
 
 
Maavärina kolde sügavus
Eri tüüpi laamapiiridel tekivad erineva koldesügavusega 
maavärinad. 
• Ookeanide keskahelikes rebitakse üksteisest lahti õhukesed 
litosfäärilõigud, mis hakkavad külgsuunas veidi erineva 
kiirusega tri vima. Sel istes kohtades kuhjunud pinged 
vabanevad arvukate madalate, paari kilomeetri sügavuse 
koldega maavärinatena.
• Laamade vahevöösse vajumise vööndeis jäävad 
maavärinate  kolded   maapinnast  kuni 670 kilomeetri 
sügavuseni.
• Suhteliselt maapinnalähedase (kuni kümneid km) vuse 
koldega maavärinad tekivad ka mandrite põrkumise ning 
kuuma täpi ja kontinentaalse rifti pi rkondades. Vi mastes 
loob maavärinaid sageli magmakol ete lagede sissevajumine.
 
 
Seismilised lained
• Murrangu tekkega vabanevad  kivimitest  elastsed pinged, 
mis levivad seismiliste lainetena maavärina koldest 
eemale.
• Eristatakse: 
• Ruumi e.  kehalained  levivad maa sees maavärina 
koldest sfäärilise frondina eemale nagu helilained õhus.
•  Pinnalained  levivad maavärina epitsentrist eemale 
määda maapinda nagu li guvad veelained vettevisatud 
kivist eemale.  
 
 
Piki- ja ristilained
• P- laineid  ehk pikilaineid on ki remad (6–7 km/sek) ja levivad  
kokkusuruvate ja väljavenitavate impulssidena li kumise suunas. 
Kivimosakesed võnguvad ( pressitakse  kokku ja venitatakse välja) 
lainete levikuga samas suunas. Levivad vabalt ka  vedelikes  
• S-laineid ehk ristilained
 on aeglasemad ja levivad
lainete li kumissuunaga 
risti. 
Ei levi vedelas keskkonnas. 
 
http://www.classzone.com/books/ea
rth_science/terc/content/visualizatio
ns/es1002/es1002p  age01.cfm?
 
chapter_no=visualization
Pinnalained
• Ka pinnalaineid on kahte li ki: ühed panevad maapinna 
lainetama vertikaalsuunaliselt (Reiyleigh lained) nagu 
merepinna , teised aga võngutavad maapinda 
horisontaalselt  (Love lained), risti laine levikusuunaga.
• Pinnalained on seismilistest lainetest kõige aeglasema 
levikuga s.t. saabuvad seismograafini alati vi mastena. 
• Pinnalained on kõige suurema purustusliku võimega, 
sest: 
 pinnalained tekitavad kõige suurema amplituudiga 
li kumisi maapinnal;
  oma  aeglase  leviku tõttu kestab nende mõju mistahes 
pi rkonnas kõige kauem.
 
 
Seismiliste lainete levik läbi maa 
sfääride
•  http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visual
izations/es1009/es1009page01.cfm?chapter_no=visualization
•  http://www.pbs.org/wnet/savageearth/animations/earthquakes/main .
html
 
 
9. minutit pärast maavärinat Boli vias 1994. aastal
Seismilised lained
S lained
P lained
Just pinnalained tekitavad purustusi, kuna nende toime on 
aeglasema leviku tõttu kõige pikaajalisem, deformatsioonide 
amplituud aga kõige suurem.
 
 
Maavärinate tugevuse mõõtmine
Seismograafi abil määratakse maavärina tugevus, asukoht, 
kolde sügavus jmt.  Seismograaf  registreerib maapinna 
võnkumise ja selle põhjustanud 
seismilised lained seismogrammina.
 
 
Seismograafi tööpõhimõte
• Seismograaf koosneb kahest osast:  
  üheks osaks on tavaliselt pabeririba, millele  võnkumised  
kirjutatakse ja see on otseselt sõltuv Maapinna li kumisest. 
  teine osa on kirjutussulg, mis isoleeritakse nii palju kui 
võimalik maavärina tõugetest. Selleks on näiteks vedru otsa 
pandus fikseeritud raskus. 
Animatsioon  seismograafi tööpõhimõte
http://www.wwnorton.com/earth/egeo/index/animations.htm   
8.3 
http://www.iris.edu/hq/programs/education_and_outreach/aotm  
 
 
Seismograafid Eestis
Alates 1996.aastast töötab Tartu tähetornis seismograaf 
Quanterra-680, mil e paigaldas Eesti Geoloogiakeskuse 
teaduspartner Saksamaal. 
Tartu seismilises  jaamas  
registreeritakse aastas veidi 
vähem kui 500 kauget maa-
värinat, mil e kaugus on üle 
1000 km ja tugevus suurem 
kui 5  magnituudi  ja ligikaudu 
400 Kirde-Eesti karjäärides 
teostatud lõhkamist.
 
 
http://www.egk.ee/vanaveeb/tartureg/seismo/seismo.html
Kuidas teha kindlaks maavärina 
toimumiskoht?
Eri kohtades paiknevad 
seismograafid registreerivad 
seismiliste lainete kohalejõudmise 
aja ja intensiivsuse ning arvutuste 
abil on võimalik kindlaks teha, kus 
on maavärina epitsenter. 
http://www.seismo.unr.edu/ftp/pub
/ louie /class/100/seismic-
waves.html
 
 
P ja S lainete saabumise erinevus
Maavärina kaugus 
seismojaamast on määratav 
lihtsalt P ja S-lainete 
saabumisaegade vahe alusel 
ning teades kaugust  kolmes  
seismojaamas saame 
epitsentri asukoha määrata 
graafiliselt
 
 
Maavärinate tugevuse mõõtmine
Mercalli  skaala
• Maavärina tugevust hinnatakse ka ka  1902 . aastal itaalia 
seismoloogi Giuseppe Mercal i poolt loodud 12-ühikulise 
skaala abil. 
• Mercal i skaala järgi mõõdetakse maavärinate tugevust 
pal ides (1-12 pal i) ja seda tehakse eelkõige purustuste 
põhjal.
• Purustusi on aga raske üksteisega võrrelda, sest need 
sõltuvad hoonete paiknemise tihedusest, ehitiste 
kvaliteedist jms.
 
 
Mercalli skaala
 
 
Maavärinate tugevuse mõõtmine
Richteri skaala
• 1935. aastal hakkas USA seismoloog Charles  Richter  
väljendama maavärina võimsust seismogrammilt saadud 
kõige intensiivsema võnkeamplituudi kaudu. 
• Kuna maavärinate võimsus võib kõikuda väga suurtes 
pi rides, siis kasutatakse logaritmilist skaalat. Näiteks 5-
magnituudise maavärina võimsus on 10 korda suurem 4-
magnituudisest, 100 korda suurem 3-magnituudisest jne. 
• Seni on tugevaimad maavärinad olnud 9 magnituudised. 
• Inimene  tajub  maavärinat, mil e võimsus on vähemalt 2,5 
magnituudi. 
 
 
Richteri skaala
http://www.g uardian.co.uk/flash/0,5860,11  
21610,00.html
Maavärinaga  kaasnevad purustused
Maavärina poolt põhjustatud purustuste hulk 
sõltub: 
 maavärina toimumiskohast,
 maavärina intensiivsusest ning kestusest,
 pinnase omadustest,
 ehitiste ning rajatiste omadustest
http://tlc.discovery.com/convergence/quakes/interactives/
makeaquake.html
 
 
 
Tugevamad maavärinad alates 1900.a.
1.Tsiili 1960   9.5 M
2. Prints Williami saar Alaskal (1964  9.2 M)
3. Andreanofi saar Alaskal (1957  9.1 M)
4.  Kamtsatka   (1952 9.0 M)
5. Põhja Sumatra läänerannik 2004  9.0 M
 
 
http://earthquake.usgs.gov/eqinthenews/2004/usslav/
Eri tugevusega maavärinad
 
 
1990 - 1999 toimunud maavärinad
 
 
2000 - 2004 toimunud maavärinad
 
 
Maavärinad 2000 - 2004 
Võimsus 
magnituudides 
      2000
       2001
      2002
       2003
        2004
8.0 to 9.9
1
1
0
1
0
7.0 to 7.9
14
15
13
14
7
6.0 to 6.9
158
126
130
140
93
5.0 to 5.9
1345
1243
1218
1203
865
4.0 to 4.9
8045
8084
8584
8462
7257
3.0 to 3.9
4784
6151
7005
7624
5098
2.0 to 2.9
3758
4162
6419
7727
5022
1.0 to 1.9
1026
944
1137
2506
1330
0.1 to 0.9
5
1
10
134
103
nõrgemad
3120
2938
2937
3608
3284
kokku
22256
23534
27454
31419
*23060
 
 
Ligikaudselt 
hukkunuid
231
21357
1685
33819 
787 
Maavärinad Eestis 
• Seni teadaolevaist tugevaim maavärin oli 25. oktoobril 
1976. aastal Osmussaarel, mida tundsid inimesed suurel 
osal Eestimaast..
• Osmussaarel maavärina tugevuseks mõõdeti 4,75 
magnituudi. See põhjustas saare kirderanna järsul pangal 
ulatuslikke lausvaringuid.
 
• 21.09.2004 tundsid tallinlased ja ka teiste maakondade 
elanikud maavärinat. 
• Maavärina epitsenter oli 40 kilomeetri kaugusel 
Kalingradist, 
selle tugevuseks mõõdeti 5,3 magnituudi Richteri skaala 
järgi. 
•  Tartumaal  Vasula külas asuv seismograaf registreeris 
tõugete tugevuseks viis magnituudi. 
 
 
Maavärinaga kaasnevad ohud
 maa kõikumisest tekitatud purustused ning 
gaasi ning elektritrasside purunemisel 
tekkivad  tulekahjud
  maalihked
 tsunamid 
 
 
Maavärinaga võivad kaasneda 
maalihked
 
 
Turnnagin Heights, Alaska ,1964 Source: National Geophysical Data Center
A huge ground   crack   near  
Krabosavodskoe, Shikotan Island,  formed  
during the October 4, 1994, earthquake. 
The initial depth of the crack was 30 
meters. However, it quickly filled up with 
gravel and larger pieces of rock as a  result  
of shaking from aftershocks.  Photo credit : 
V.K. Gusiakov 
The same location as in photo 1. The 
major scarp of about 300 m in  length  
formed as a result of ground shaking 
and a landslide during the October 4, 
1994, earthquake. The major vector of 
landslide movement was directed to 
the left . View is to the south . Photo 
credit: V.K. Gusiakov 
 
 
Earthquake of June 16, 1964, Niigata, Japan .
The magnitude 7.4 earthquake killed 26 and destroyed 3,018  houses and 
moderately or severely damaged 9,750 in Niigata prefecture. 
http://www.ngdc.no  
aa.gov/seg/ hazard /slideset/1/1_sl  
ides.shtml
(Video Clip-Lo  ma Prieta, 1989, i.e. the World  
 Series 
Earthquake)
Animatsioone maavärinate teemal
• Guardian Unlimited 
http://www.guardian.co.uk/flash/0,5860,1121610,00.html
http://www.pbs.org/wnet/savageearth/animations/earthquak
es/main.html
 
 

Document Outline

• Maavärinad http://www.gi.ee/geomoodulid/ Koostanud Ülle Liiber
• Maavärina tagajärjed Islandil
• Maavärinad
• Maavärinate esinemispiirkonnad
• Maavärinate registreerimine
• Slide 6
• Mis on maavärin?
• Maavärina kolle ja epitsenter
• Kolme tüüpi murrangud
• Murrangud
• Slide 11
• San Andrease murranguvöönd Põhja-Ameerikas
• San Andrease murrang
• Slide 14
• Sügavuse alusel jaotatakse maavärinaid
• Eri sügavusel toimunud maavärinad
• Maavärina kolde sügavus
• Seismilised lained
• Piki- ja ristilained
• Pinnalained
• Seismiliste lainete levik läbi maa sfääride
• Slide 22
• Maavärinate tugevuse mõõtmine
• Seismograafi tööpõhimõte
• Seismograafid Eestis
• Kuidas teha kindlaks maavärina toimumiskoht?
• P ja S lainete saabumise erinevus
• Slide 28
• Mercalli skaala
• Slide 30
• Richteri skaala
• Maavärinaga kaasnevad purustused
• Tugevamad maavärinad alates 1900.a.
• Eri tugevusega maavärinad
• Slide 35
• Slide 36
• Slide 37
• Maavärinad Eestis
• Maavärinaga kaasnevad ohud
• Maavärinaga võivad kaasneda maalihked
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• Animatsioone maavärinate teemal