Onsdag 28.6.2017 - Uke 26

logo

Samarbeidspartnere

Samstundes med at monsterbølgjer knuste Japanske heimar til pinneved, oppstod det uvanlege bølgjer i Sogn og Hardanger. I juni var eit japansk tv-team i Sogn for å få den siste brikka på plass i puslespelet om Tohoku-skjelvet som i 2011 utløyste den største tsunamien som har råka Japan på over tusen år.


530x684 Cover GRL no 40Framsida av Geophysical Research Letter nr 40. Vi ser Aurlandsfjorden med utsyn mot Flåm. Overvakingskameraet i Flåm var retta mot passasjerbåten «Lady Elisabeth» då fjorden begynte å vogga. «Lady Elisabeth» ligg ved kai til venstre for den store cruisebåten. Foto: Leif Hauge

Det sjeldne bølgjefenomenet seiches kan oppstå av sterke jordskjelv. Etter det øydeleggande skjelvet i Japan i 2011 vart det i Sognefjorden om morgonen den 11. mars filma slike bølgjer både på mobiltelefonar og eit overvakingskamera.

Analysar av filmane har gitt ny innsikt i korleis jordskjelv kan utløysa slike bølgjer på motsett side av jordkloden.

Augevitna og filmane

Då skjelvet råka Japan, var klokka 06:46 i Noreg (05:46 UTC), og mange var oppe og stulla med frukosten - som vanleg. I Sogn låg det eit tunt lag med snø på bakken, fjorden var blikkstille og vêret overskya.

På denne tida om morgonen, i huset sitt som ligg like ved strandkanten på Leikanger, sit dei ofte med ein kaffikopp i handa og stirer utover sjøen. Brått kjem dei ut av transen og ser at den blikstille fjorden ikkje er stille lenger innved land, men fossar mot dei som ei lita elv, for så å snu og renna utover att.

Det ser akkurat ut som ein liten tsunami! Etter eit par slike vendingar finn dei tak i kameraet på mobilen. Analyse av filmen og målingar i terrenget synte at frå bølgjetopp til bølgjedal var det 1,2- 1,5 meter. Delar av denne filmen kan ein sjå på VGtv.

I den veglause Finnafjorden spring mannen ned til sjøen. Han er redd for den nye båten sin på 50 fot som sjøen lyfter og senkar i veldige kast. Den kraftige straumen riv med seg sand og grus frå stranda, og renn utover att brun av skit, for så å snu og koma innover att.

Han står som trollbunden og ser på i minst ein halvtime og tenkjer på korleis dette kunne ha gått om ikkje fjorden var på fjøre sjø. Ein anna stad går pensjonisten morgonturen langs stranda. Fjorden kokar - han har aldri sett det slik på dønnstilt vêr.

Overvakingskameraet på cruisebåthamna i Flåm, som tilfeldigvis var retta mot den lokale turistbåten «Lady Elisabeth», vart reint fagleg det meste spennande opptaket.

Det synte at bølgjene starta 30 minuttar etter at jordskjelvet var utløyst i Japan og at takta til svingingane var 80-90 sekund mellom kvar gong vatnet snudde for å fossa innover mot land att. «Lady Elisabeth», som låg litt ut frå land på djupare vatn, svinga ca. 25 cm opp og ned. Filmen dokumenterer at fjorden svinga i nesten tre timar.

Men det svinga ikkje i alle fjordar, og berre i langgrunne område, som delta og strender, vart bølgjene så store at dei vart observerte. Det var fleire forhold som måtte klaffa.

Bortsett frå ein lokalitet, så vender alle fjordane mot nordaust, mot Japan, og har eit forhold mellom breidde og djup som er slik at når bølgja hadde forplanta seg til den eine fjordsida, så fekk vassmassane ein dytt frå jordskjelvet den andre vegen og fór over til den andre sida.

På denne måten forsterka utslaga seg og vart til synlege bølgjer i laupet av nokre minuttar. Kvar gong vatnet gjekk ned og utover på den eine sida av fjorden, steig vatnet og fossa innover som ei lita elv på den andre sida. Litt ut frå land var fjorden blikkstille.

530x230 fig1Den kortaste avstanden frå Sogn til episenteret i Japan er 8300 km. Raude stjerner er stadar der bølgjene vart filma, raude sirklar er stadar der augevitne har rapportert om fenomenet. Den næraste langperiodiske seismiske stasjonen ligg i ytre Sogn, på øya Sula.

Simuleringane stemte med fasit

Me simulerte bølgjene i fjorden mellom Aurland og Flåm, og den syner eit godt samsvar med fasiten - filmen av passasjerbåten «Lady Elisabeth» som låg ved kai i Flåm.

Den matematiske modellen me brukte er utvikla for å simulera tidevatn og stormflo langs Norskekysten. Som «input» i modellen brukte me jordskjelvet slik det var registrert på seismografen på Sula i ytre Sogn, både aust-vest- og nord-sør-komponenten av akselerasjonen av jordbevegelsen.

Dei simulerte bølgjene, både perioden og utslaga stemmer godt med bevegelsane av «Lady Elisabeth». I tillegg syner simuleringa eit komplekst bilete av bølgjene langs fjordsidene der enkelte område syner store utslag, medan andre område har svingingar på under nokre fåe centimeter.

Modellen gir 40 cm bølgjer ved Grønnene, nær Aurland, eit grunt område med sandstrand, der ein mann gjekk tur med hunden og varsla om uvanlege bølgjer.

530x487 fig2Slik svinga passasjerbåten «Lady Elisabeth» i dei jordskjelvgenererte bølgjene i Flåm. Jordskjelvet (akselerasjonen) registrert på Sula i ytre Sogn, filtrert mellom 0,01-0,05 Hz, vart brukt som «input» i den numeriske modellen. B) Svingingane til båten «Lady Elisabeth» synt som pixel på filmen frå overvakingskameraet (korrigert for kameradrift). C) Simulert straumhastigheit og bølgjehøgd frå der «Lady Elisabeth» låg fortøygd. Merk at tida på x-aksen er universal time, norsk tid er 1 time seinare.

Filmen av «Lady Elisabeth» og den numeriske simuleringa har gitt ny forståing for korleis eit jordskjelv utløyser seiches. Eit paradoks var at dei kraftigaste svingingane i jordskjelvet ofte har mykje kortare periodar (høgare frekvens) enn dei genererte bølgjene.

Analysar av filmane synte at våre seiches svinga med periodar mellom 67-100 sekundar, medan den mest energirike delen av jordskjelvet svinga med periodar på 20-30 sekundar. Filmen frå Flåm syner jamne og sterke svingingar av «Lady Elisabeth» fem minuttar før jordskjelvbølgjene med mest energi nådde fram til Sogn.

Me køyrde den matematiske simuleringa på nytt utan å ta med jordbevegelsane som kom etter kl. 06:27 (UTC) – altså utan at den mest energirike delen av jordskjelvet var med - og me fekk nesten identisk resultat med den første simuleringa der heile jordskjelvet var med.

Det var altså dei to første bølgjetoga, S-bølgja og den første delen av overflatebølgjene som har lengre periodar men mindre amplitudar, som genererte seiches og ikkje den mest energirike delen av jordskjelvet, slik ein tidlegare hadde trudd.

Fjordane våre er sensitive for dette fenomenet fordi dei er så djupe. Er frekvensen på jordskjelvbølgjene i horisontalplanet nær eller lik med eigenfrekvensen til vatnet i fjorden/bassenget, så er det overraskande lite energi som skal til for å setja i gong bølgjer. Bevegelsar av fjordsidene på nokre millimeter er nok til å flytta store mengder vatn.

530x503 fig3Simulert endring av vassoverflata i fjorden mellom Aurland og Flåm kl. 06:35 (UTC). Gule og raude fargar er positive verdiar, blå er negative. Det langgrunne området nord for Aurland der augevitnet rapporterte om bølgjer, kjem tydeleg fram i simuleringa.

Har hendt før

Truleg er dette fenomenet meir vanleg enn me har visst. Den første som skreiv om seiches var Kvaale i 1952 som diskuterte 29 observasjonar frå Vestlandet etter jordskjelvet i Assam i nordaust India i 1950 (estimert til styrke 8,6).

Me kjenner også til at det store jordskjelvet i Portugal i 1755 førte til seiches mellom anna i innsjøar i Sverige og Noreg.

I Sogn Avis har dei ei spalte om kva som stod i avisa for 50 år sidan, og den 6. april i år stod det: «Same dagen det var jordskjelv i Alaska [28.03.1964, styrke 9,2] vart ein mann i Osterfjorden merksam på at sjøen kom i uvanleg rørsle» og vidare heiter det at: «Inne ved botnen av Fjærlandsfjorden på dei store flate øyrane kunne dei tydeleg sjå korleis sjøen steig og seig på denne uvanlege måten.»

Historia om bølgjene i fjordane våre har nådd Japan. På treårsdagen for katastrofen skreiv den største avisa i Japan om bølgjene i Sognefjorden, og i den populærvitskapelege filmserien «mega disasters -earthquakes» er sognemålet dubba til japansk.

Ekkoet av dette veldige dei opplevde nådde heilt til oss den dagen. Sognefjorden skvulpa før tsunamien nådde land i Japan!

Neste gong kloden vert råka av eit stort jordskjelv skal eg springa ned til fjorden for å sjå.

Filmen frå Leikanger

http://www.vgtv.no/#!/video/38567/unik-video-her-synes-japan-jordskjelvet-i-sognefjorden


Stein Bondevik, Bjørn Gjevik og Mathilde B. Sørensen publiserte artikkelen: «Norwegian seiches from the giant 2011 Tohoku earthquake» i Geophysical Research Letters, 40, 1-5. Lenke


Denne saken ble først publisert i GEO 02/15.

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

25


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: