Seismo100 – sata vuotta seismologisten mittausten aloittamisesta Suomessa

Juhlaseminaarissa instituutin johtokunnan jäsenorganisaatioiden edustajat pitävät puheenvuorot seismologian merkityksestä asevalvonnalle ja ydinkoekieltosopimukselle (Petteri Kotilainen, Ulkoministeriö), seismisten asemaverkkojen hyödyntämisestä ydinturvallisuuteen (Olli Okko, Säteilyturvakeskus) ja yhteistyöverkostojen tärkeydestä kansallisen resilienssin kannalta (Jari Honkanen, Sisäministeriö). Lisäksi Maanmittauslaitoksen Hannu Koivula kertoo seismisten ja geodeettisten asemaverkkojen yhteisvaikutuksesta maan rakenteen ymmärtämiselle sekä instituutin emeritusjohtaja Pekka Heikkinen luo katsauksen seismologisten mittausten ensimmäiseen vuosisataan Suomessa. 

Sata vuotta sitten Suomen tiedeakatemia lahjoitti Helsingin yliopiston fysiikan laitokselle maamme ensimmäisen seismografin. Ensimmäiset Mainka-seismografit rekisteröivät horisontaalisia maanliikkeitä ja vuonna 1926 yliopiston havaintolaitteisto täydentyi vertikaalisia värähtelyjä mittaavalla laitteella. Yliopistotutija Päivi Mäntyniemi kertoo , että ensimmäinen Mainka-seismografin avulla Suomessa havaittu maanjäristys tapahtui noin 5000 kilometrin päässä Kiinassa ja oli magnitudiltaan 7,0. Yhden laitteen avulla seismistä tapausta ei voida tarkkaan paikantaa, vaikka sen etäisyys mittauspaikasta voidaankin määrittää hyödyntämällä tietoa erityyppisten seismisten aaltojen keskimääräisestä kulkunopeudesta. Seismisen tapauksen paikantamiseksi vaaditaan vähintään kolme asemaa ja suurempi asemamäärä parantaa paikannuksen tarkkuutta. Seismologiset rekisteröinnit ovatkin jo sata vuotta sitten olleet kansainvälisen tiedeyhteisön tutkimuskäytössä ja tietoa on jaettu eri maiden tutkijoiden välillä avoimesti. 

Seismografit ydinkoekieltosopimuksen valvonnassa 

YK:n 50. yleiskokouksessa vuonna 1996 hyväksyttiin täydellinen ydinkoekieltosopimus ja tähän mennessä sopimuksen on allekirjoittanut 150 valtiota, mukaan lukien Suomi. Ydinkoekieltosopimus vahvistaa kansainvälistä rauhaa ja turvallisuutta tukemalla ydinsulkua ja ydinaseriisuntaa. Kansainvälinen seismisten asemien verkko valvoo sopimuksen noudattamista etenkin maanalaisten ydinkokeiden osalta, joiden havaitseminen esimerkiksi radionuklidivalvonnalla ei ole mahdollista. Seismologian instituutti ylläpitää sopimuksen valvontaan käytettävää kansainväliseen verkostoon linkittyvää asemaa Etelä-Suomessa. Yhtenä merkittävänä syynä Seismologian laitoksen perustamiselle olivat Neuvostoliiton tekemät ydinkokeet 1950-luvun lopulla ja Suomen optimaalinen sijainti näiden räjäytysten monitorointiin. Jari Kortström , että myös Suomen aineistoja hyödynnettiin, kun Pohjois-Korea teki ensimmäisen maanalaisen ydinkokeensa vuonna 2006 ja maailman laajuisen seismologisen valvontaverkon avulla voitiin paikantaa myös ydinkokeet vuosina 2009, 2012, 2016 ja 2017.Kiristynyt maailman poliittinen tilanne ja etenkin Venäjän aloittama sota Ukrainassa on nostanut ydinaseet huolestuttavalla tavalla uutisotsikoihin ja tarve seismografiasemien ylläpidolle ja uusien perustamiselle ydinkoekieltosopimuksen valvonnan tehostamiseksi on ilmeinen. 

Seismografit mahdollistavat etukäteisvaroitukset tsunameista – varoitusjärjestelmän avulla voidaan pelastaa ihmishenkiä 

Merenalaiset maanjäristykset voivat aiheuttaa tsunamin, noin 130-300 m/s nopeudella liikkuvan hyökyaallon. Kaksikymmentä vuotta sitten näin tapahtui Sumatralla, kun magnitudiltaan 9.2 maanjäristys aiheutti meren pohjaan 1300 km pituisen repeämän, jonka osissa merenpohja ponnahti ylöspäin valtavalla voimalla ja nopeudelle sysäten vesimassat liikkeelle. Vuonna 2004 Intian valtameren alueella ei ollut toimivaa tsunamivaroitusjärjestelmää ja vesimassan hyöky rantaan, mukaan lukien suositut turistikohteet Thaimassa, aiheutti yli 200 000 ihmisen kuoleman. Vuoden 2004 katastrofi motivoi tsunamivaroitusjärjestelmän kehittämisen globaalisti sekä (Luonnononnettomuuksien varoitusjärjestelmä) toiminnan Suomessa. Maanjäristyksen aiheuttamat seismiset aallot etenevät kallioperässä noin 6000 m/s nopeudella, eli merkittävästi nopeammin kuin tsunamiaalto. Täten meren alla tapahtuneesta maanjäristyksestä voidaan saada tieto ennen kuin tuhoisa tsunami ehtii iskeytyä rantaan. Varoitusjärjestelmä perustuu tehokkaaseen kansainväliseen monitorointiverkkoon, jonka avulla tieto järistyksestä saavuttaa viranomaiset ja vaarassa olevat henkilöt mahdollisimman nopeasti. Monitorointiverkostot ovat osa pitkäjänteistä kehitystyötä, jossa eri alojen toimijoiden yhteistyö luo edellytykset luonnonkatastrofien vaikutusten minimoimiseksi. 

Seismografiasemilla saadaan tietoa turvallisen rakentamisen tueksi 

Seismisiä asemia voidaan käyttää paitsi globaalien, myös paikallisten ilmiöiden tutkimuksessa. Suomessakin tapahtuu maanjäristyksiä, mutta ne ovat magnitudiltaan pieniä. Pienetkin maanjäristykset on kuitenkin otettava huomioon, kun rakennetaan ydinvoimaloiden kaltaista kriittistä infrastruktuuria. Seismisyyden taustatutkimukset pitkine aikasarjoineen pyrkivät varmistamaan, ettei ydinvoimalaa tai ydinjätteen loppusijoituskammiota rakenneta siirrosvyöhykkeelle tai muutoin geologisesti riskialttiille alueelle. Maanjäristysten toistuvuus on tyypillisesti kymmeniä tai satoja vuosia, ja pitkäikäisiksi suunniteltujen rakenteiden on kestettävä mahdollinen tärinä.  

Seismo100-juhlaseminaariin on vielä mahdollista tämän päivän ajan (10.12). Tule kuulemaan lisää mielenkiintoisista aiheista ja nostamaan malja Suomen seismologisten mittausten ensimmäiselle sadalle vuodelle. Voit myös lukea lisää seismologiasta instituutin työntekijöiden julkaisemasta SeismoBlogista osoitteesta .