Jordskalvet i Japan gör dygnet kortare

Den jordbävning som drabbade Japan med en styrka på 9,0 var kraftig nog att göra jorddygnet 1,8 mikrosekunder kortare.

17 mars 2011 av Richard A. Lovett, National Geographic News

Den jordbävning som i fredags drabbade Japan med en styrka på 9,0 var kraftig nog att göra jorddygnet 1,8 mikrosekunder kortare och öka jordens krängning med 17 centimeter, säger forskare.

Detta betyder inte att chockvågor från händelsen slog jorden ur balans i förhållande till den nord-sydaxel som jorden roterar runt.

I stället knuffade skalvet till jordens så kallade symmetriaxel, en imaginär linje, som jordens massa är fördelad omkring, och som är förskjuten omkring tio meter i förhållande till nord-sydaxeln.

Naturlig krängning

Jorden kränger naturligt en aning när den snurrar, eftersom rörliga massor på ytan som smältande glaciärer och havsströmmar som flyttar sig kan förskjuta planetens balans.

Data från oerhört exakta GPS-instrument visar att delar av Japan flyttade sig upp till fyra meter, när de tektoniska plattorna rubbades i samband med jordskalvet. Det gör att forskare kan räkna ut hur mycket jordens sammanlagda massafördelning förändrades, och därmed hur mycket krängningen påverkades.

Omfördelningen av massan påverkade även jordens rotationshastighet, säger geofysikern Richard Gross från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena i Kalifornien. Han jämför händelsen med en konståkare som drar in armarna mot kroppen och därför snurrar snabbare runt sig själv.

Eftersom jorden är stor är effekten mycket liten – en mikrosekund är bara en miljondels sekund. För de flesta av oss, säger Richard Gross, ”har det ingen praktisk betydelse”.

Forskarna är mycket intresserade av förändringen i jordens krängning, eftersom det kan påverka framtida rymdresor, och av insamlade data om små jordskalv, som ledde till det stora skalvet, och som kanske kan hjälpa till att förutsäga jordbävningar.

Kan både beräknas och mätas

Liknande förändringar i jordens massafördelning beräknades utifrån GPS-data insamlade under jordskalvet i Sumatra 2004 och skalvet i Chile 2010. I fallet med Sumatra var förändringen av dygnets längd större: 6,8 mikrosekunder.

För skalvet i Japan var förändringen av jordens krängning över dubbelt så stor som de förändringar som beräknades för händelserna 2004 och 2010.

Det är spännande, säger Richard Gross, eftersom krängningen är stor nog för att forskare faktiskt kommer att kunna mäta den, och inte bara beräkna den, genom att titta efter små förändringar i jordens lutning.

Eftersom andra faktorer bidrar till att omfördela massan i form av luft och vatten, kan tillfälliga förändringar i jordens krängning dock skymma effekten av jordskalvet.

Andra geofysiker säger att man kan få ut ännu mer spännande saker ur GPS-informationen från jordskalvet i Japan.

Exempelvis registrerade japanska GPS-instrument, belastningsmätare och seismometrar mängder av mindre skalv som upptakt till det stora, säger Ken Hudnut, som är geofysiker hos USA:s geologiska undersökningar (USGS).

Förskalv?

Forskare som studerar uppgifterna ska försöka ta reda på om det var något ovanligt med de föregående skalven, som kanske kunde ha indikerat att de var förskalv till ett större jordskalv och inte bara normalt tektoniskt mullrande.

”Frågan är om GPS-utrustningen eller belastningsmätarna visade en förvarning”, säger Ken Hudnut. ”För om de gjorde det, kommer det att revolutionera jordskalvsforskningen för tid och evighet.”

I Sumatra, tillägger Ken Hudnut, var GPS-uppgiftrena ”ganska bra”. I Chile var de ”mycket bättre”, och i Japan gjorde instrumentens placering och typ upplysningarna ”ofattbart bra”.

”Vi får kanske inte en ny uppsättning data som dessa på Gud vet hur lång tid. Här har vi ett monsterjordskalv inte så långt från land och GPS-instrument längs kusten”, säger han.

”Så mycket av vad forskare gör handlar om att placera rätt instrument på rätt plats för att registrera ett naturfenomen, så att vi kan förstå det bättre. Om de förskalven innebar någon som helst förvarning, skulle det ha observerats på alla de instrumenten.”

Beräkningarna av jordens krängning är inte relevanta för just detta arbete, säger NASA:s Richard Gross, men de är mer än enbart en kuriositet. En förståelse av jordens roterande rörelse är avgörande vid till exempel uppskjutningar av rymdfarkoster.

”När vi navigerar rymdfarkoster i position för att sätta ned en rymdbil på Mars, måste vi kunna ta hänsyn till förändringar i jordens rotation med avseende på att skjuta upp farkosten så vi kan landsätta rymdbilen exakt där vi vill”, säger han. ”Om vi inte gör det kanske vi missar Mars helt och hållet.”

Läs också

Kanske är du intresserad av...