Jordbävningen utanför Sendai, Japan, 11 mars 2011

Huvudskalvet är den stora lila cirkeln öster om Sendai. Efterskalv fram till kl. 21.25 den 2 maj 2011. Kartan gjord med IRIS Earthquake browser.

Kontakter vid SNSN:
Reynir Bödvarsson (reynir.bodvarsson (at) geo.uu.se, 018/471 2378)
Björn Lund (bjorn.lund (at) geo.uu.se, 018/471 2390)
Ari Tryggvason (ari.tryggvason (at) geo.uu.se, 018/471 2388)

De senaste dagarna har sett flera större efterskalv på land i nordöstra Honshu. Den 11/4 skedde ett skalv på 6.6 (först uppskattat till 7.1) 36 km väster om Iwaki vilket orsakade jordskred i Iwaki regionen. Skalvet följdes av en mängd efterskalv och knappt ett dygn senare av ytterligare ett stort skalv på 6.0 i samma område. Alla skalven var mycket ytliga och orsakade därmed en hel del skada, bland annat på grund av efterföljande jordskred. Den 11/4 skedde också ett 6.2 skalv strax utanför kusten rakt öster om Tokyo. Dessa skalv är alla efterskalv till den stora 9.1 jordbävningen och bildar en lite ovanlig grupp av stora skalv så pass långt efter huvudskalvet. Anledning till att vi får dessa skalv är förändringarna i spänningsfältet efter det stora skalvet och att de är relativt sena kan bero på faktorer som tryckutjämning i vattnet i berget, en process som tar relativt lång tid. Vi kommer dock att ha efterskalv i området under många månader till.

Förskalv och efterskalv till jordbävningen den 11/3. Bilden visar hur antalet efterskalv och dess storlek generellt sett avtar med tiden. Man ser också tydligt hur tiden 10-16 april avviker från den "vanliga" efterskalvsaktiviteten.

Efterskalvsaktivitet i Japan har avtagit under den senaste veckan men kl. 16.32 torsdagen 7/4 inträffade ett stort efterskalv endast 10 km utanför den japanska nordvästkusten. Skalvet lokaliserades till närheten av Ishinomaki, 66 km öster om Sendai. Den preliminära magnituden bestämdes till 7.4 och en tsunamivarning utfärdades för hela Honshus kust, med varning om upp till 2 m höga vågor längs Miyagi-kusten. Tsunamivarningen drogs tillbaka efter ca. 90 minuter då inga stora vågor observerats. Magnituden sänktes senare av den amerikanska geologiska undersökningen till 7.1, medan den i japan vidhålls till 7.4. Tre omkomna och hundratals skadade rapporteras från Japan. Dessutom inträffade omfattande elavbrott och skakningarna från skalvet kändes över stora delar av Japan. Efterskalvet var ca. 1000 gånger svagare än huvudskalvet den 11/3, men ändå större än fjolårets jordbävning i Haiti.

I det stora skalvet den 11/3 flyttades delar av Japan upp till 4.5 meter österut, samtidigt som landet längs kuststräckan sänktes med ca. en halv meter. Japans meteorologiska institut varnar därför för ökad risk för översvämmningar i samband med springflod (högsta tidvattnet).

Under gårdagen tilltog efterskalvsaktiviten igen, 21 efterskalv större än magnitud 5 registrerades och fyra av dessa var större än magnitud 6. Alla sexorna inträffade i havet öster om Japan och inga skador har rapporterats från dessa. Under natten inträffade tre efterskalv med magnituder 5,1 till 5,7 strax väster om staden Iwaki på Honshu, drygt 7 mil söder om Fukushima. Skalven skakade om omgivningarna men inte heller här rapporteras om skador.

Antalet efterskalv fortsätter att avta, inget magnitud 6 skalv har registrerats sedan den 19/3 och endast 7 magnitud 5 skalv har inträffat det senaste dygnet. Alla dessa var lokaliserade i havet öster om Japan.

Rörelsen i Sendaiskalvet, beräknad från seismiskat data av G. Hayes, USGS. Färgkonturerna i rektangeln visar hur många centimeter rörelsen var, den svarta rektangeln är den förkastning som rörde sig, grå cirklar är de första efterskalven och gula cirklar är förskalv.

Spänningsförändringar
Utifrån seismiskt- och/eller GPS-data kan man beräkna hur mycket, och var, förkastningen rörde sig i jordbävningen. Ovan visas en modell av rörelsen som räknats fram med bara seismiskt data. Dessa modeller kan sen användas för att beräkna hur spänningsfältet i området runt det stora skalvet förändrats, och hur den förändringen påverkar andra förkastningar i närheten. Spänningsberäkningarna visar att förändringarna på Tokaiförkastningen, där nästa stora skalv i Tokyoregionen väntas, är mycket små och generellt sett pekar på en liten ökning av skjuvspänningen på förkastningen. Sendaiskalvet påverkade alltså det kommande skalvet mycket lite och om något påskyndade det skalvets ankomst.

Jordbävningen utanför Sendai, Japan, inträffade den 11 mars 2011 kl. 06:46 svensk tid. Skalvet uppmättes till 9.1 på Richterskalan och är därmed det största jordskalv som registrerats instrumentellt i Japan. Magnituden kan komma att justeras när mer data analyserats, men skalvet är med 9.1 lika stort som Sumatraskalvet 2004 (det som orsakade den stora tsunamin) och ett av de fem största som någonsin registrerats. Sendaiskalvet orsakade en tsunami som slog in över Honshus nordostkust med upp mot 10 m höga vågor och orsakade omfattande förödelse längs kusten. När detta skrivs är den officiella dödsiffran 8 500 personer, men tusentals saknas fortfarande. Tsunamin utbredde sig över hela Stilla Havet och evakuering av kustnära områden genomfördes i länder på båda sidor om Stilla Havet. Våghöjder på mellan en och två meter rapporteras från så långt bort som Kalifornien, men tsunamin rapporteras inte ha orsakat några större skador utanför Japan.

Skalvet medför omfattande efterskalvsaktivitet, när detta skrivs har 320 efterskalv med magnitud större än 5 inträffat, 36 av dessa har magnitud över 6. Det hittills största efterskalvet, med magnitud 7.1, inträffade ute i havet öster om huvudskalvet medan det näst största, magnitud 6.8, inträffade endast 80 km från centrala Tokyo. Efterskalvsaktiviteten kommer att vara fortsatt mycket hög veckan efter huvudskalvet, med skalv över magnitud 6, och det är inte helt osannolikt med ytterligare skalv över magnitud 7. Sannolikheten för ytterligare tsunamier är liten eftersom dessa endast bildas av jordskalv med magnituder upp mot 7.5.

På tisdag, 15/3, eftermiddag (svensk tid) inträffade ett skalv med magnitud 6.2 västsydväst om Tokyo, strax väster om vulkanen Fuji. Skalvet, som följdes av mindre efterskalv, ligger i närheten av det område som beräknas röra sig i ett kommande Tokai-skalv, det som Japan förberett sig för under de senaste decennierna, se nedan. Skalvet har dock inte följts av fler skalv i samma storlek, varför det verkar mindre sannolikt att det är ett förskalv som indikerar ett snart Tokai-skalv.

Vi ser nu (onsdag kväll 16/3) hur efterskalvsaktiviteten avtar, endast ett magnitud 6 skalv och 12 magnitud 5 skalv har inträffat under det senaste dygnet. Under torsdagen fortsatte aktiviteten ner och mellan 08.30 den 17/3 och 08.30 den 18/3 inträffade 10 magnitud 5 skalv men inga sexor.

Tektoniska plattor runt Japan. Stillahavsplattan i gult, Nordamerikanska plattan i grått, Euroasiska plattan i grönt och den Filipinska plattan i rött. Tokyo ligger på gränsen mellan de Filipinska, Euroasiska och Nordamerikanska plattorna.

Japan är beläget i ett område där fyra av jordens tektoniska plattor möts, se kartan ovan. Huvudskalvet inträffade på plattgränsen mellan Stillahavsplattan och den Nordamerikanska plattan. Öster om Honshu rör sig Stillahavsplattan ner under den Nordamerikanska plattan med en hastighet av 8.3 cm per år. I skarven mellan plattorna bildas en djuphavsgrav som syns tydligt på kartan ovan. Stillhavsplattan fortsätter ner i jordens inre med en lutning av ca. 15 grader. Sendaiskalvet inträffade på gränsen mellan de två plattorna, och startade på ca. 25 km djup. Den största delen av rörelsen i skalvet utvecklades strax öster om Honshus kust, med rörelser upp till 18 m, men även under fastlandet Sendaiområdet skedde en kraftig energiutveckling. En yta på ca. 700 x 180 km aktiverades, med det mesta av rörelsen inom 300 x 150 km. Hela skalvförloppet tog ca. 150 sekunder. Den södra delen av skalvytan når ner till kusten öster om Tokyo och det är i det området som en stor andel av efterskalvet har skett, se kartan ovan. Det är också intressant att notera den relativt stora mängden efterskalv i Stillahavsplattan. Dessa sker i området där plattan böjs innan den försvinner ner under den Nordamerikanska plattan.

Jordskalv sker som en följd av de tektoniska plattornas rörelser. I plattgränserna "fastnar" plattorna i varandra, på grund av friktion och ojämnheter i plattorna. När den fortgående plattrörelsen byggt upp tillräckligt stora spänningar kan friktionen inte stå emot längre och plattorna rör sig hastigt relativt varandra. Jordskalvet är ett faktum. Processen kan jämföras med t.ex. en gren som sakta böjs tills den slutligen går av. Plattornas rörelse under skalvet kan idag mätas mycket noggrant med GPS och radarsatelliter. Se denna animering (med engelsk text). Kartan från Japans "Headquarters for Earthquake Research Promotion" visar hur en stor mängd GPS-punkter rörde sig i Sendaiskalvet. Den största rörelsen, många meter, skedde vid de GPS-stationer som ligger närmast skalvet.

Japan drabbas regelbundet av stora jordbävningar på grund av sin belägenhet ovanpå zoner där en tektonisk platta trycks ner i jorden under en annan. Tokyo och det tätbefolkade området sydväst om Tokyo har stått i fokus för Japans ansträngningar att försöka förutspå kommande skalv och att mycket snabbt varna för skalv som just skett. 1923 drabbades Tokyo av en magnitud 7.9 jordbävning som ödelade stora delar av staden och orsakade ca. 140 000 dödsfall. Många byggnader kollapsade i det kraftiga skalvet, men de efterföljande bränderna var minst lika förödande. Senare studier har visat att spänningarna som utlöstes i skalvet tagit 200-300 år av plattrörelser att bygga upp. 220 år tidigare (1703) drabbades Tokyo av en ungefär lika stor jordbävning som uppskattats till en magnitud av ca. 8.2. Tiden mellan dessa två skalv stämmer alltså överens med uppskattningen av återkomstintervallet för skalv av magnitud 8 i området. Emellan de två stora skalven drabbades Tokyo av mindre jordbävningar - 1782 (magnitud saknas, mellan 100 och 1000 människor uppskattas ha dött i den efterföljande tsunamin), 1812 med magnitud 6.6 (mellan 100 och 1000 döda i jordbävingen, ingen tsunami verkar ha bildats) och 1855 med magnitud 6.9 (knappt 7000 döda i skalvet och den efterföljande tsunamin).

Stora jordbävningar i Japan. Segmenten där de återkommande jordskalven i Nankai, Tonankai och Tokai inträffar, efter Aoi et al. (2009). Kända förkastningsplan för stora jordskalv i Japan indikeras med streckade linjer och årtal. Den stora gula stjärnan visar platsen för 9.1 skalvet 11/3 - 2011, den mindre stjärnan visar platsen för det största efterskalvet, med magnitud 7.9. Gula cirklar är stora jordskalv, röda cirklar är efterskalv de första fyra dagarna. Karta efter NOAA, USGS och C. Ammon.

Det förväntade "Tokyoskalvet"
Sydväst om Tokyo går gränsen mellan de Filipinska och Euroasiska plattorna, den syns tydligt i bottentopografin på kartan ovan. Längs denna zon inträffar regelbundet mycket stora jordbävningar i tät följd, se kartan ovan. Skalv på segmenten har skett åtta gånger sedan 684 e.Kr. med intervall på 100 - 150 år och inträffade senast 1854. 1944 och 1946 skedde skalv på Nankai och Tonankai segmenten, men ej Tokai. Skalven anses haft magnituder mellan 7.9 och 8.5. Eftersom det nu gått mer än 150 år sedan senaste Tokai skalvet har Japan lagt ner stora resurser på förberedelser och förvarning, se Japans meteorologiska institut, en strategirapport eller en popularvetenskaplig text.

De seismiska vågorna från Sendai-jordbävningen så som de registrerades på Uppsalaseismografen. Vertikal- (Z), öst-väst- (E) och nord-syd- (N) komponenterna. De olika vågtyperna är utmärkta med P (primär-, tryckvåg), S (sekundär-, skjuvvåg) och Yt (ytvågor). Vågorna visar hur mycket marken rörde sig, som mest var det ca. 1.5 cm! Se en animering av hur vågorna från skalvet rör sig genom jorden (engelsk text).