Jäljitä maanjäristyksen “jalanjäljet”! Paljasta salaisuudet isoseismaalikäsin luonnostetulla kartalla

Olen Kuwako Ken, Tiedevalmentaja. Jokainen päivä on kokeilua.

Maa- ja merialueiden tapahtumista puhuttaessa sanotaan joskus, että ”maanjäristys on elävä olento”.

Miten syvällä maan alla tapahtuva ilmiö oikein välittyy maanpinnalle? Pelkkä uutisten tärinävoimakkuusraporttien katselu ei riitä. Järjestimme työpajan, jossa visualisoimme ”maanjäristyksen jalanjälkiä” – asioita, jotka jäävät näkemättä pelkistä numeroista.

Tällä kertaa esittelen geologian maanjäristysalueeseen liittyvän työpajan, jossa opimme tulkitsemaan maanjäristyksen muotoa datan avulla. Näe, kuinka opiskelijat kamppailevat, mutta lopulta tajuavat luonnonlait!

Näkymättömän ”tärinän” piirtäminen kartalle

Käytössämme oli tietyn maanjäristyksen dataa ja tyhjä kartta. Ensimmäinen tehtävä oli merkitä paikkakuntien nimien vieressä oleviin ympyröihin tärinän alkamishetki (vain sekunnit) ja tärinävoimakkuus eri väreillä.

Ensi silmäyksellä se näyttää vain satunnaiselta numerosarjalta, mutta kun sitä alkaa maalata huolellisesti, pikkuhiljaa alkaa erottua tiettyjä säännönmukaisuuksia.

Aaltoliikkeen havaitseminen ”Isokronikäyrien” avulla

Tästä eteenpäin siirrytään hieman haastavampaan, mutta sitäkin kiinnostavampaan vaiheeseen. Seuraavaksi piirretään ”Isokronikäyrät” (tōshinji-kyokusen), jotka yhdistävät ne pisteet, joissa tärinä alkoi samanaikaisesti, esimerkiksi 0, 5, 10 tai 30 sekunnin kohdalla. Ne ovat ikään kuin isobaareja sääkartalla.

Tämä viivojen piirtäminen sai oppilaiden päät raapimaan.

Otetaan esimerkiksi tapaus, jossa Iida Naganon prefektuurissa koki tärinän 57 sekunnin kohdalla ja Kōfu Yamanashin prefektuurissa 05 sekunnin kohdalla. ”Aika meni taaksepäin?” joku saattaa miettiä, mutta tässä on kyse minuutin vaihdosta. Toisin sanoen, 57 sekunnin ja 05 sekunnin välissä täytyy olla kohta, jossa aika siirtyy seuraavalle minuutin ”00 sekunnin” kohdalle.

”Se on 57 ja 05 sekunnin välissä… Joten nollasekunnin rajapisteen on oltava jossain täällä!”

Tällä logiikalla arvioidaan ja merkitään ”X”-merkillä. Se on vähän kuin pisteestä-pisteeseen-pulma, mutta kun tätä toistetaan ja pisteet yhdistetään, kartalle piirtyy kauniita pyöreitä käyriä.

Maaperän mysteerin tulkinta kartalta

Lopuksi merkitään punaisella X-merkillä se piste, jonka arvioidaan olevan maanjäristyksen keskus eli ”episentrumi”. Kun valmista karttaa tarkastelee uudelleen, oppikirjoista tuttu tieto näyttäytyy elävänä datana silmien edessä.

Ensimmäinen havainto on, että ”tärinä leviää pyöreinä aaltoina, aivan kuin veteen heitetystä kivestä syntyvät renkaat, episentrumin ympärillä”. Tämä osoittaa, että jos maaperän kiviaineksen ominaisuudet ovat tasaiset, seismiset aallot etenevät samaan tahtiin kaikkiin suuntiin. Kuten aallot veden pinnalla!

Toiseksi nähdään perusperiaate: ”Mitä lähempänä episentrumia, sitä suurempi tärinävoimakkuus; mitä kauempana, sitä pienempi” eli aallon vaimeneminen etäisyyden kasvaessa.

Tässä tulee esiin jotain mielenkiintoista. Vaikka tärinän pitäisi yleisesti heikentyä etäännyttäessä lähdealueesta, kartalle saattaa ilmestyä yksittäisiä paikkoja, kuten Maizuru Kiotossa, joissa tärinävoimakkuus on yllättävän korkea.

”Opettaja, miksi vain tämä kohta on eri värinen?”

Tämä on juuri se, mikä tekee tieteestä niin jännittävää. Miksi tärinä oli juuri siellä voimakkaampaa?

Yleisin syy on ero ”maaperän laadussa”. Kovassa kallioperässä tärinä etenee vaimentuneena, mutta pehmeässä maaperässä, kuten jokien lähellä tai täyttömaalla (sedimenttikerroksissa), maanjäristysaalto saattaa vahvistua, aivan kuin hyytelö hytkyisi (tätä kutsutaan maanpinnan läheisen kerroksen vahvistuskertoimeksi).

Tämän lisäksi voi miettiä muitakin syitä, kuten seismometrin sijainnin rakennuksen ominaisuuksia tai piilossa olevan siirroksen aktivoitumisen mahdollisuutta.

Yksikin kartta kätkee sisäänsä valtavasti Maan salaisuuksia, kuten ”maaperän kovuuden” ja ”aaltojen luonteen”. Tule kokemaan tämä tieteellinen tarina, jonka voi ymmärtää vain konkreettisesti piirtämällä, myös omassa luokkahuoneessasi!

Kyselyt ja yhteistyöpyynnöt

Tee tieteen ihmeistä ja hauskuudesta itsellesi läheisempää! Täältä löydät selitykset hauskoihin kotikokeisiin ja niiden nikseihin. Käytä hakua!

Tietokirjamme perustuu tämän sivuston sisältöön. Lisätietoja täältä

Tietoja sivuston ylläpitäjästä, Kuwako Kenistä, täältä

Erilaiset yhteistyöpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedekerhot, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) täältä * Artikkelien päivitykset X:ssä!

Tieteen niksit -kanavalla on kokeiluvideoita!