Särö (geologia): maankuoren murtuma, tyypit ja maanjäristykset

Särö (geologia): selkeä opas maankuoren murtumista, särötyypeistä, kallistuksista ja niiden yhteydestä maanjäristyksiin — ymmärrä syyt ja seuraukset.

Särö on murtuma tai halkeama maankuoren litosfäärissä, jossa kallioperän lohkot liikkuvat toisiaan vastaan tai ohi toisistaan. Monet säröt ovat geologisesti vanhoja ja pysyviä rakenteita, mutta jotkin ruhjeet ovat aktiivisia: niissä kallion osat liikkuvat toistensa ohi. Tällainen liike voi vapauttaa energiaa ja aiheuttaa maanjäristyksiä.

Halkeama syntyy, kun kallioon kohdistuva leikkausjännitys tai muut jännitykset voittavat sitä koossa pitävät voimat. Itse murtumaa kutsutaan murtumatasoksi. Kun se paljastuu maan pinnalla, se voi muodostaa jyrkän jyrkänteen tai rinteen, jota kutsutaan murtumakohdaksi.

Särötason ja kuvitteellisen vaakatason välistä kulmaa kutsutaan särön kallistuskulmaksi. Viat voivat kallistua matalasti (loivasti) tai jyrkästi, ja kulma vaikuttaa siihen, millainen liike viallta on mahdollinen.

Viat luokitellaan kolmeen tyyppiin:

• Normaali- (extensional) vika: syntyy, kun kallioperä vetäytyy ja lohko, jota kutsutaan "riippuva lohko" (hanging wall), siirtyy alaspäin suhteessa "jalanlohkioon" (footwall). Normaali-viat ovat tyypillisiä laajenevissa poimu- tai halkeamavyöhykkeissä, kuten repeämävyöhykkeissä ja rifteissä.
• Käänteinen- tai työntövika (reverse/thrust): syntyy puristuksessa, jolloin riippuva lohko liikkuu ylöspäin suhteessa jalanlohkoon. Kun kallistuskulma on loiva, kyseessä on erityisesti työntövika (thrust fault). Näitä esiintyy esimerkiksi vuoristonousun yhteydessä.
• Siirros- tai lohko-siirrosvika (strike-slip): tapahtuu, kun lohkot liukuvat sivusuunnassa toistensa ohi pitkin särön suuntaa. Siirroksia voivat olla oikea- tai vasenkätiset (dekstral, sinistral). Pitkät siirrosviat, kuten San Andreasin vika, voivat aiheuttaa suuria maanjäristyksiä.

Monet viat ovat myös obliikit, eli niissä esiintyy samanaikaisesti pystysuuntaista ja vaakasuoraa liikettä. Jotkin viat eivät ulotukaan maanpintaan vaan ovat niin sanottuja piilovikoja (blind faults), jotka voivat silti aiheuttaa voimakkaita järistyksiä.

Maanjäristykset ja säröjen käyttäytyminen

Maanjäristykset syntyvät, kun säröllä kertynyt jännitys vapautuu nopeasti ja aiheuttaa särön nopean liikkeen. Vian pituus ja liikkeen amplitudi vaikuttavat syntyvän järistyksen suuruuteen: pitkät ja laajat repeämät voivat tuottaa suuria magnitudoja. Osa liikusta voi tapahtua aseismisesti eli hitaana "creep"-liikkeenä ilman voimakkaita järistyksiä.

Mittaus, tutkimus ja ennustaminen

Säröjen ja niihin liittyvien maanjäristysten tutkimuksessa käytetään muun muassa kenttämittauksia, paleoseismologiaa (maahan kaivettavat tunneli- tai kaivanteet, joista etsitään menneiden järistysten merkkejä), seismologiaa, GPS-seurantaa ja säädelaajuisia satelliittimenetelmiä kuten InSARia. Näillä voidaan määrittää vian sijaintia, liikerataa, kertymisnopeutta ja toistuvuusväliä, mutta tarkka ennustaminen milloin seuraava suuri järistys tapahtuu on edelleen vaikeaa.

Vaikutukset ja riskit

Säröt voivat aiheuttaa suoria vaikutuksia kuten maanpinnan murtumisen (ground rupture), rakennusten vaurioitumisen ja maan vyörymisiä. Meressä tapahtuvat vikasliikkeet voivat synnyttää tsunameja. Säröjen aktiivisuus ja sijainti vaikuttavat merkittävästi alueen seismiseen riskitasoon.

Säröt Suomessa

Suomessa kallioperä sisältää paljon vanhoja ruhjeita ja säröjä, mutta suurin osa niistä on geologisesti vanhoja ja vain vähän aktiivisia nykyisessä tektonisessa ympäristössä. Poikkeuksena ovat paikalliset isommat siirroshistorian merkit ja jälkijäämävaikutukset, kuten jäännösjännitykset ja postglasiaaliseen kohoamiseen liittyvät ilmiöt. Suomessa esiintyvät järistykset ovat yleisesti pieniä verrattuna suuriin aktiivisiin vyöhykkeisiin.

Esimerkkejä tunnetuista aktiivisista vialinjoista maailmassa ovat muun muassa San Andreas (siirros), North Anatolian (suuri poimuvuoristoinen siirrosvyöhyke) ja erilaiset rifttivyöhykkeet (normaaliviat). Nämä korostavat, että säröt ja niiden käyttäytyminen ovat keskeisiä tekijöitä seismisessä maankamaran dynamiikassa.

Tarkemman tiedon saamiseksi paikallisista säröistä ja niiden aktiivisuudesta kannattaa tutustua geologian tutkimuslaitosten ja seismologisten keskusten julkaisuisiin.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on vika?

K: Mitä tapahtuu, kun kallion osat liikkuvat toistensa ohi?

Kysymys: Mikä aiheuttaa rikkonaisuutta?

K: Mikä on itse murtuman nimi?

K: Miten murtumistaso näkyy maan pinnalla?

K: Mikä on vääntötason ja kuvitteellisen vaakatason välinen kulma?

K: Miten vikoja luokitellaan?

Hae kirjaimella