4
Lillemor Claesson Liljedahl har disputerat på hur vattenkemin förändras vid jordskalv. Foto: Lasse Modin.

Kan man förutsäga jordskalv?

Går det att förutsäga när ett jordskalv ska ske? SKB:s Lillemor Claesson Liljedahl skrev sin doktorsavhandling om hur vattenkemin ändras före, under och efter jordskalv.

Konsten att förutspå jordskalv hänför sig främst till två skolor: den geofysiska och den geokemiska. Det finns också mer oortodoxa sätt att förutspå jordskalv. Att studera djurs beteenden är ett sådant.

Under historiens gång finns många vittnesmål nedtecknade om hur djur reagerat långt innan marken börjar skaka. De vetenskapliga studierna av fenomenet är dock mycket få.

Som att spå väder

De geofysiska metoderna utgår främst från faktorer som elektromagnetism och rörelser i marken, men även statistiska förutsägelser hör hit.

– Fördelen med geofysiska metoder är att man kan se förändringar djupare ner i jordskorpan än med geokemiska metoder, anser Lillemor Claesson Liljedahl.

– Men det är fortfarande lite grann som att spå väder. Störst sannolikhet är det att vädret i morgon blir som det är i dag. Så är det med jordskalv också. Vissa områden är mer utsatta än andra.

Den geokemiska skolan, som Lillemor Claesson Liljedahl tillhör, undersöker hur kemin i omgivningen påverkas i samband med ett jordskalv. Det kan till exempel röra sig om hur halterna av gaser som radon och helium förändras, hur metallhalterna i grundvattnet ökar eller hur vattenståndet i brunnar ändras.

Förändrade metallhalter

Lillemor Claesson Liljedahls egen forskning handlade om hur halterna av olika metaller (krom, mangan, zink och koppar) varierar under en jordskalvscykel, det vill säga när spänningar i jordskorpan byggs upp för att sedan avlastas i och med jordskalvet och sedan åter byggas upp.

Syftet var från början inte alls att utveckla metoder för att förutspå jordskalv. Men Lillemor Claesson Liljedahl hade tur. Medan hon höll på med sina mätningar i ett 1 500 meter djupt borrhål utanför Husavik på norra Island 2002 inträffade ett jordskalv med magnituden 5,8.

– När jag ställde samman analysresultaten kunde jag se hur halterna av olika metaller ökade med så mycket som 800 procent under en tidsperiod mellan fem och en vecka före skalvet för att sedan åter minska.

Samma mönster i Indien

Samma mönster – fast med andra ämnen – upprepades sedan vid mätningar i ett 110 meter djupt borrhål i Assam i nordöstra Indien två år senare.

– Även i Indien hade jag tur och kunde mäta under en jordskalvscykel. Eftersom berggrunden var annorlunda här handlade det här i stället om halter av ämnen som natrium och kalcium.

Även om geofysiker och geokemister på olika sätt lyckas detektera förändringar av olika slag är det väldigt svårt att förutsäga exakt var och när ett jordskalv kommer att ske.

– Inget av de stora jordskalv som skett på senaste tiden har blivit förutspått i förtid, även om det fanns vissa indikationer inför skalvet på Haiti 2010, säger Lillemor Claesson Liljedahl.

Problemet är främst de stora avstånden. Stora jordskalv sker främst vid gränserna mellan de tektoniska plattor som jordskorpan består av. Det är komplicerat att både övervaka och precisera var längs den ibland flera hundra mil långa gränsen som skalvet kommer att ske.

Lättare vid vulkaner

Då är det betydligt lättare att förutsäga jordskalv som är triggade av vulkanutbrott, eftersom det geografiska området som ska övervakas är så mycket mer begränsat. Geologerna kan mäta hur magmakammaren under vulkanen rör sig och hur olika sammansättningen av de gaser som kommer upp ur vulkanen förändras.

– Inför den isländska vulkanen Eyjafjallajökulls utbrott 2010 fanns det till exempel klara tecken på att något var på gång, berättar Lillemor Claesson Liljedahl.

Små vibrationer upphör

Tidsfaktorn är ett annat bekymmer. I riktigt korta tidsperspektiv – sekunder och minuter – är det faktiskt möjligt att med hjälp av mikroseismiska mätningar konstatera att ett jordskalv inom ett visst område kan vara nära förestående.

Frekvensen av små vibrationer i berggrunden minskar eller upphör nämligen före ett skalv. En så kort tidsfrist kan vara tillräckligt för att vidta vissa akuta åtgärder, till exempel att nödstoppa ett kraftverk.

Väldigt förenklat kan man säga att det går att förutspå jordskalv under långa tidsperioder, det vill säga 100 år eller mer, om än med ganska dålig precision. I vissa områden sker jordskalv med ganska regelbundna intervaller, till exempel Kalifornien. När man vet att de tektoniska plattorna rör sig med en viss hastighet ökar sannolikheten för att ett nytt skalv ska inträffa efter en viss tidsrymd.

Det är mycket svårt, nästan omöjligt att förutspå när ett skalv kommer att ske för korta tidsperioder (dagar till veckor). Däremot kan man med statistisk information och kunskap om den geologiska historien förutspå sannolikheten för skalv under långa tidsperioder, det vill säga tiotusentals eller hundratusentals år. Längs stora zoner, som exempelvis Singözonen i Forsmark där Kärnbränsleförvaret ska byggas, vet vi därför nästan helt säkert att det förr eller senare kommer att ske skalv. Den kunskapen tar vi med i beräkningarna då vi analyserar säkerheten efter att förvaret förslutits.