Stora byggnader som faller samman och människor som begravs i rasmassorna. Hela städer som jämnas med marken. Allt på bara några sekunder.
Få saker kan få så förödande konsekvenser som en jordbävning. Det vill säga när marken skakar till följd av en plötslig rörelse i jordskorpan. Siffrorna är fruktansvärda. I den jordbävning som drabbade södra Turkiet och norra Syrien i februari 2023 dog 55 000 människor. I den som inträffade i Indiska oceanen 2004 och som många svenskar påverkades av tros 228 000 människor ha omkommit. I Haiti 2010 dog upp till 300 000. Listan kan göras lång.
Det stora problemet är att jordbävningar alltid kommer som en överraskning, helt utan förvarning. Människor hinner inte sätta sig i säkerhet.
– Det är enklare att förutsäga ett vulkanutbrott, eftersom vulkanutbrott ofta föregås av en serie mindre jordskalv som går att detektera. En jordbävning, däremot, är mycket svårare. I dag finns ingen metod för det. Plötsligt börjar marken att skaka, säger Alasdair Skelton, professor geokemi och petrologi vid Stockholms universitet.
Sedan flera år har han och hans kollegor samlat in grundvattenprover från ett borrhål på norra Island. Detta för att undersöka om, och i så fall hur, grundvattnets kemi säger något om att en jordbävning är nära förestående.
Den bärande tanken är att en större jordbävning föregås av en omfattande sprickbildning runt epicentrum. Sprickorna är små, bara någon millimeter stora. Å andra sidan är de extremt många. Grundvattnet tränger ner i sprickorna och kommer i kontakt med de nya ytor som bildats av sprickbildningen, vilket förändrar vattnets kemiska sammansättning.
Alasdair Skelton jämför det med att äta en polkagrisklubba.
– När du suger på klubban känner du lite smak. Men om du tar en tugga känner du plötsligt mycket mer smak, eftersom det bildas nya ytor på polkagrisen. Det här fungerar på samma sätt.
Varje vecka sedan 2008 har forskarna tagit prover på grundvattnet.
– Egentligen började vi ännu tidigare, men det borrhål vi hade då byggde de om till ett spa, så det fick vi överge. Det är viktigt att vattnet är helt stabilt och inte påverkas av andra faktorer än själva sprickbildningen. Som regnvatten eller ett spa…
Vilka förändringar är det ni analyserar?
– Främst halterna av natrium och olika isotoper (varianter) av väte. Det är det som frigörs och blandas med vattnet när det tränger ner och kommer i kontakt med de nya bergartsytorna. Förändringen går att upptäcka minst sex veckor före en jordbävning.
När två jordbävningar med magnituder över 5 inträffade i oktober 2012 och april 2013 kunde forskarna se hur vattnet förändrades månaderna dessförinnan. Resultaten publicerades i tidskriften Nature Geoscience 2014 och forskarna beräknade sannolikheten att förändringarna i vattnet inte hade med jordbävningarna att göra till runt en på 10 000. I juni 2020 inträffade en tredje jordbävning i området. Denna jordbävning hade en magnitud på 6 och även detta skalv föregicks av att grundvattnet förändrades.
Mätningarna från de två första jordbävningarna användes sedan för att se om de uppgifter forskarna hade från dessa hade räckt för att kunna förutsäga den tredje och, i så fall, med vilken träffsäkerhet de kunde göra det.
Utifrån mätningarna har nu forskarna dragit två viktiga slutsatser. Den ena är att förändringar av grundvattnet kan användas för att förutspå runt en av tre jordbävningar. Den andra är att om forskarna gör en prognos baserat på en sådan förändring, är sannolikheten att en jordbävning faktiskt inträffar inom några månader mellan 62 och 85 procent.
Resultatet, som nyligen presenterades i Nature Communications Earth & Environment, är en väsentlig förbättring jämfört med nuläget där den bästa prognosen innebär att forskarna uppskattar att en jordbävning antagligen kommer att inträffa i ett område ”inom ett visst antal år”, beroende på hur aktiviteten i området sett ut tidigare.
– En sannolikhet på mellan 62 och 85 procent är otroligt bra och jag är faktiskt väldigt stolt över den här artikeln. Som det är nu går jordbävningar inte att förutspå alls. Samtidigt måste man vara ödmjuk. Det här är mätningar från en enda plats och det är istidsvatten vi analyserar, som är helt isolerat. Kommer metoden att fungera på andra håll i världen? Det vet vi inte, säger Alasdair Skelton.
För att testa just det ska forskarna antagligen prova metoden i Italien, som också är ett jordbävningsdrabbat land. Kruxet är att hitta en plats där grundvattnet har analyserats tillräckligt länge.
– För att veta vad som är onormalt måste man först veta vad som är normalt. Vi måste alltså ha en statisk bas för att kunna utesluta att en eventuell förändring av vattnet inträffade av en slump. Jag har granskat andra forskares (vetenskapliga) artiklar där de har mätt förändringar, kanske i ett par år, men det säger sällan mycket. Även om en jordbävning föregås av en förändring kan det lika gärna ha varit slumpen. I stället måste man hålla på i flera år och då är jag pensionsmässig, säger Alasdair Skelton.
Forskningen visar att vattnet förändras i en radie av 80 till 90 kilometer från epicentrum vid en jordbävning med 5-6 i magnitud. Det är ett stort område. Kanske för stort för att metoden ska kunna bli praktiskt användbar. För var kommer jordbävningen att ske? Å andra sidan finns det inte så många platser de kan inträffa på, eftersom de alltid sker vid en förkastning.
Forskarna tror sig nu ha hittat en plats i Italien där man analyserat grundvattnet tillräckligt länge för att de ska kunna testa sin metod. De geologiska förutsättningarna på den italienska halvön jämfört med Island skiljer sig dock. På Island rör sig kontinentalplattorna ifrån varandra. I Italien är situationen, som så ofta, mer komplicerad.
– Tektoniken i Medelhavsområdet är superkrånglig med flera olika plattor som rör sig olika snabbt. På det stora hela rör sig Afrika norrut mot Europa, men i Medelhavsområdet finns det nästan en cirkulär rörelse. Om det har någon betydelse vet vi inte, säger Alasdair Skelton.
I Italien är berggrunden dessutom annorlunda än på Island, där den mest består av vulkaniska bergarter. Det innebär att andra sorters ämnen frigörs när grundvattnet tränger ner i sprickorna.
– Det kommer att bli en utmaning att tolka de förändringar vi observerar. Vi får se om vi lyckas.
Fakta.2000-talets dödligaste jordbävningar
● Haiti 2010 – Antal döda: Mellan 200 000 och 300 000 (uppgifterna varierar)
● Indiska oceanen 2004 – Antal döda: 228 000
● Kina 2008 – Antal döda: 87 000
● Pakistan 2005 – Antal döda: 86 000
● Turkiet 2023 – Antal döda: Minst 35 000
● Iran 2003 – Antal döda: 34 000
● Indien 2001 – Antal döda: 20 000
● Japan 2011 – Antal döda 20 000
● Nepal 2015 – Antal döda: 9 000
● Indonesien 2006 – Antal döda: 6 000
Siffrorna är ungefärliga.
Källor: Encyclopedia Britannica/Forbes/TT
Fakta.Fyra olika sorters jordbävningar
En jordbävning uppstår alltid i skarven där två tektoniska plattor möts.
En jordbävning kan uppstå på fyra olika sätt:
• En spridningszon där jordskorpan delar på sig, oftast på havsbottnen.
• Subduktion då en oceanisk platta krockar med en kontinentalplatta. Eftersom den oceaniska plattan är tyngre går den alltid under kontinenten. Två oceaniska plattor som kolliderar resulterar också i subduktion.
• Kollision då två kontinenter möter varandra.
• ”Strike-slip” då två plattor rör sig horisontellt mot varandra så att en förkastningszon bildas.
Läs mer:
Nytt vulkanutbrott på Island
Massevakuering i Italien efter kraftig jordbävning
Jordbävning i New York-området
