Seismologian sanastoa

Seismologia muodostuu kreikan sanoista σεισμός (seismós) "tärinä, maanjäristys" ja -λογία (-logía) "jnk tutkimus". Sananmukaisesti seismologia on siis tieteenala, joka tutkii maanjäristyksiä ja niihin liittyviä asioita, mutta siihen kuuluu myös Maan sisäosan rakenteiden ja seismisten ominaisuuksien tutkimus.

Instrumentaalinen seismologia tarkoittaa ajanjaksoa, jolloin maanjäristyksiä on havaittu laitteiden avulla. Varhainen instrumenttikausi alkoi maailmanlaajuisesti 1800-luvun loppupuolella. Nykyaikainen instrumenttiaika katsotaan alkaneeksi noin vuonna 1965.

Paleoseismologia on ei-instrumentaalisen seismologian osa, joka tutkii muinaisia maanjäristyksiä maaperään ja sedimenttikerroksiin jääneiden jälkien avulla. Paleoseismologian aika-asteikko ulottuu esihistoriallisiin järistyksiin.

Arkeoseismologia tutkii muinaisia maanjäristyksiä arkeologisen todistusaineiston perusteella. Tyypillisesti arkeoseismologiassa tutkitaan mm. tuhokerrostumia tai selvitetään maanjäristysten vaikutuksia arkeologiseen kulttuuriperintöön.

Makroseismologia kohdistuu erilaisiin kirjallisiin dokumentteihin ja aineistoihin, jotka käsittelevät maanjäristysten vaikutuksia eritoten rakennettuun ympäristöön. Se on toinen ei-instrumentaalisen seismologian osa-alue. Historiallisten maanjäristysten tutkimus kuuluu makroseismologiaan, mutta sen avulla määritetään myös aivan viimeaikaisten järistysten alueellinen vaikutus. Siihen liittyy kiinteästi intensiteetin käsite.

Maanjäristys: kallioperään varastoituneen jännitysenergian äkillisen vapautumisen aiheuttama tärinä

Esijäristys: Yksi tai useampi heikko järistys, jotka edeltävät voimakkaampaa pääjäristystä

Jälkijäristys: Voimakkaan maanjäristyksen jälkeen tapahtuva magnitudiltaan pienempi järistys. Jälkijäristyksiä saattaa olla useita, jopa useita satoja.

Maanjäristyssarja on sarja maanjäristyksiä, joiden joukosta ei voida erottaa voimakkaampaa pääjäristystä. Maanjäristyssarja tapahtuu suppeahkolla alueella.

Mikromaanjäristys on maanjäristys, joka on magnitudiltaan kaksi tai pienempi.

Teleseisminen maanjäristys (kaukojäristys) sattuu kaukana, vähintään noin 2000 km:n päässä rekisteröivältä asemalta.

Siirros: Maankuoren tasomainen heikkouskohta, jossa kallioperä on murtunut ja liikahtanut. Siirroksia on eri tyyppisiä, mm. normaalisiirros, työntösiirros ja sivuttaissiirros. Siirroksen "yläpuolista" lohkoa kutsutaan kattopuoleksi ja "alapuolista" lohkoa jalkapuoleksi.

Siirroksen asentoa kuvataan kulun (engl. strike) ja kaateen (engl. dip) avulla. Siirrosliikunnon suuntaa kuvataan liu'un asennon (engl. rake) avulla. Nämä suureet on piirretty oheiseen kuvaan. Selvyyden vuoksi kuvaan on piirretty vain siirroksen jalkapuoli.

Normaalisiirros: Siirroksen kattopuoli liikkuu alaspäin suhteessa jalkapuoleen.

Käänteissiirros: Siirroksen kattopuoli liikkuu ylöspäin suhteessa jalkapuoleen. Työntösiirros on käänteissiirros, jonka siirrostason kaade on alle 45°.

Sivuttaissiirros eli kulku–liuku-siirros: Suomessa yleinen siirrostyyppi, jossa jyrkässä siirroksessa lohkot liikkuvat toistensa suhteen horisontaalisesti eli liuku tapahtuu vaakasuuntaan. Tämän erityistapauksina voidaan erottaa oikea- ja vasenkätinen sivuttaissiirros.

Transformisiirros: Sivuttaissiirroksen erityismuoto, joka ilmenee laattatektoniikassa esim. valtamerten keskiselänteillä ja muilla erkanemisvyöhykkeillä.

Fokus eli hyposentri: Maanjäristyksen keskus, josta jännityksen purkautuminen alkaa. Voi sijaita jopa 700 km syvyydessä.

Episentri: Suoraan maanjäristyskeskuksen yläpuolella maanpinnalla sijaitseva kohta.

Fokusalue: Maanjäristyksen aiheuttama murtuma-alue. Voimakkaan maanjäristyksen kohdalla fokusalue voi olla jopa useita satoja kilometrejä pitkä.

Fokusmekanismi eli siirrostasoratkaisu: maanjäristyshavainnon perusteella laskettu siirroksen asento ja liu'un suunta ja pituus.

Lue myös: Miten maanjäristyksen voimakkuutta pitäisi ilmaista?

Magnitudi kuvaa maanjäristyksen suuruutta itse järistyslähteessä. Käsitteen loi 1930-luvulla Kaliforniassa Charles Richter. Magnitudi määritetään seismometrin rekisteröimän jäljen perusteella. Magnitudi kasvaa yhden yksikön verran, kun maanliikkeen amplitudi (suurin poikkeama) kasvaa kymmenkertaiseksi. Magnitudiasteikko on logaritminen, eikä sillä ole teoriassa ylä- eikä alarajaa.

Lue myös: Mikä on magnitudi?

Seisminen momentti: Suure, joka riippuu maanjäristyksen siirrosalueen laajuudesta ja maanjäristyksessä tapahtuneen siirtymän suuruudesta, ja liittyy siten maanjäristyksessä vapautuvan energian määrään. Seismistä momenttia voidaan arvioida seismogrammeista tai gravimetrisistä mittauksista. Seisminen momentti voidaan muuntaa momenttimagnitudiksi (Mw).

Momenttimagnitudi (Mw) on luotettavin tapa arvioida suurten maanjäristysten voimakkuutta. Seismiseen momenttiin perustuvan momenttimagnitudin kehitti japanilainen Hiroo Kanamori yhdessä amerikkalaisen Thomas Hanksin kanssa vuonna 1979. Momenttimagnitudi määritetään tyypillisesti yli magnitudin 3,5 paikallisille maanjäristyksille ja yli magnitudin 5,5 teleseismisille maanjäristyksille. Tätä pienemmissä maanjäristyksissä ei yleensä vapaudu riittävästi energiaa, jotta momenttimagnitudi voitaisiin määrittää.

Ennen instrumenttiaikaa tapahtuneiden maanjäristysten momenttimagnitudia voidaan arvioida esim. maanpinnan repeämien ja tuntuvuuskarttojen avulla.

Intensiteetti, paremmin makroseisminen intensiteetti, kuvaa maanjäristyksen vaikutusten voimakkuutta. Intensiteettiä ilmaistaan 12-portaisella kokonaislukuasteikolla (Euroopan makroseisminen asteikko EMS-98). Sen mukaan pienin ihmisen havaitsema intensiteetti on II (tuskin tunnettavissa), ja korkein aste XII vastaa täydellistä hävitystä. Intensiteettiasteita merkitään perinteisesti roomalaisin numeroin.

EMS-intensiteetti Määritelmä Tyypillisiä vaikutuksia
I Ei tunnettavissa Ei tunnettavissa.
II Tuskin tunnettavissa Vain muutama yksittäinen henkilö tuntee (paikallaan pysyen sisätiloissa).
III Heikko Joukko henkilöitä tuntee. Paikallaan pysyvät ihmiset tuntevat huojumista tai kevyttä vapinaa.
IV Laajalti havaittu Monet ihmiset sisätiloissa havaitsevat, ulkona harvat. Joukko ihmisiä herää. Ikkunat, ovet ja astiat helisevät.
V Voimakas Useimmat ihmiset sisätiloissa havaitsevat, ulkona harvat. Monet nukkuvat ihmiset heräävät. Muutama säikähtää. Rakennukset vapisevat kauttaaltaan. Roikkuvat esineet keinuvat huomattavasti. Pieniä esineitä siirtyy paikaltaan. Ovia tai ikkunoita heilahtaa auki tai kiinni.
VI Lievästi vahingoittava Monet ihmiset säikähtävät ja juoksevat ulkotiloihin. Jotkin esineet putoavat. Moniin rakennuksiin tulee lievää rakenteellista vauriota kuten hiusmurtumia ja rappausten vähäistä tippumista.
VII Vahingoittava Monet ihmiset säikähtävät ja juoksevat ulkotiloihin. Huonekaluja siirtyy paikaltaan ja suuri määrä esineitä putoaa hyllyistä. Monet hyvin rakennetut tavalliset rakennukset kokevat kohtalaista vahinkoa: seiniin tulee pieniä halkeamia, rappauksia tippuu, savupiippujen osia putoaa. Vanhempien rakennusten seiniin voi tulla isoja halkeamia, ja väliseinät voivat pettää.
VIII Suuresti vahingoittava Monien ihmisten on vaikea pysyä pystyssä. Monien rakennusten seiniin tulee isoja halkeamia. Muutaman hyvin rakennetun tavallisen talon seinät pettävät vakavasti, kun taas heikkorakenteiset vanhemmat rakennelmat romahtavat.
IX Tuhoisa Yleinen paniiki. Monet heikot rakennelmat romahtavat. Jopa hyvin rakennettuihin tavallisiin taloihin tulee isoja vaurioita: seinät pettävät vakavasti ja rakenteet pettävät osittain.
X Hyvin tuhoisa Monet hyvin rakennetut tavalliset talot romahtavat.
XI Hävittävä Useimmat hyvin rakennetut tavalliset talot romahtavat. Jopa jotkut hyvin maanjäristyksiä kestämään suunnitellut talot tuhoutuvat.
XII Täydellinen hävitys Lähes kaikki talot tuhoutuvat.

Isoseisti: Intensiteetin tasa-arvokäyrä kartalla. Intensiteettiä II vastaavan tasa-arvokäyrän sisäpuolelle jäävää aluetta sanotaan maanjäristyksen tuntuvuusalueeksi.

Mikroseismi: Jatkuva, rekisteröitävissä oleva taustakohina. Lyhytperiodisen mikroseismin lähteitä ovat liikenne, teollisuus, voimalaitokset jne. Pitkäperiodisen mikroseismin aiheuttavat suurilla merialueilla sijaitsevat myrskykeskukset tai meren rantaan lyövät aallot.

P-aalto (pitkittäinen aalto) ja S-aalto (poikittainen aalto) ovat seismisiä perusaaltoja (runkoaaltoja), jotka voivat kulkea Maan sisäosien läpi suoraan tai heijastua tai taittua Maan kuoren, vaipan tai ytimen rajapinnoilla. P-aallossa väliaineessa tapahtuu kokoonpuristumisia ja harvenemisia (tilavuuden muutoksia). S-aallon edetessä tapahtuu muodonmuutosta aaltoliikkeen etenemissuuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa (hiertoa ja väännettä). P- ja S-aaltojen nopeudet riippuvat väliaineen ominaisuuksista. Maapallon sisällä P-aaltojen nopeus yleensä vaihtelee välillä 6 km/s – 14 km/s. S-aaltojen nopeus on noin 60 % P-aaltojen nopeudesta. S-aallot eivät etene nesteessä, sillä nesteet eivät kykene kantamaan leikkausjännitystä.

Pinta-aalto: Maan uloimmissa osissa eteneviä pitkäperiodisia aaltoja, joiden nopeus on noin 4 km/s. Pinta-aaltoja on kahta perustyyppiä: Rayleigh-aaltoja voi esiintyä kaikilla vapailla pinnoilla ja Love-aaltoja vain, kun seisminen nopeus kasvaa syvyyden mukana. Pinta-aallot ovat saaneet nimensä keksijöidensä mukaan. Lordi Rayleigh oli englantilainen fyysikko ja A. E. H. Love englantilainen matemaatikko.

Seisminen hasardi kuvaa kohdealueen luontoperäisen seismisyyden tason. Tilastollisessa seismisen hasardin arvioinnissa on tavanomaista esittää todennäköisyyksiä, jolla alueella sattuu tietynsuuruisia maanjäristyksiä tai niistä johtuvia tietynsuuruisia maanliikkeitä annetussa ajassa. Seismisen hasardin tasoon ei ihmisen toiminta vaikuta.

Seisminen riski ilmaisee kohdealueen seismisyyden vaikutusta rakennettuun ympäristöön ja arvioi vahinkoja ja kustannuksia, joita suurehko maanjäristys aiheuttaisi siellä. Seismisen riskin tasoa voi laskea rakentamalla järistykset kestäviä taloja.

Tsunami: Hyökyaalto, joka saattaa syntyä, jos maanjäristys tapahtuu syvän meren alueella ja liike tapahtuu pystysuorassa suunnassa. Se on syvässä vedessä noin 800 km/h etenevä loiva aalto. Kun tällainen aalto saapuu matalalle rannikolle, se voi kohota jopa 50 metrin korkuiseksi vesirintamaksi ja aiheuttaa suurta tuhoa.

Lue myös: Tsunamit

Maaperän nesteytyminen (saatetaan käyttää myös termejä maaperän vettyminen ja juoksettuminen): Prosessi, jossa vedellä kokonaan tai osittain kyllästynyt maaperä väliaikaisesti menettää normaalin kantavuutensa ja käyttäytyy nesteen tai juoksuhiekan tavoin. Tällöin esimerkiksi rakennukset saattavat kallistua tai osittain vajota.

Maankuori: Maan uloin kerros, jonka paksuus on 6 km – 80 km, ja jonka geologia vaihtelee. Se on ohuimmillaan valtamerten alla ja paksuimmillaan mannerten vuoristoalueiden alla. Suomen alueella kuori on poikkeuksellisen paksu, enimmillään noin 60 kilometriä.

Moho eli Mohorovičićin epäjatkuvuuspinta: kuoren ja vaipan välissä oleva rajapinta, jossa seisminen nopeus muuttuu jyrkästi. Nimetty kroatialaisen seismologin Andrija Mohorovičićin (1857–1936) mukaan.

Vaippa: Maapallon osa, joka sijaitsee ytimen ja kuoren välissä. Vaippa jaetaan ylävaippaan (–410 km), vesipitoiseen transitiovyöhykkeeseen (410–660 km) ja alavaippaan (660 km–). Vaippa on vallitsevasti kiinteässä olomuodossa, ja se virtaa hitaasti konvektiovirtauksina.

Alavaipan alimmat n. 100–300 kilometriä muodostavat erillisen D”-kerroksen, jonka luonnetta on alettu ymmärtää vasta 2000-luvun puolella korkean paineiden kokeiden kautta.

Ulkoydin: Nestemäinen kerros, joka koostuu sulasta nikkeliraudasta, ja johon on todennäköisesti seostunut jotain muutakin alkuainetta (esim. happea, piitä, rikkiä). Seisminen S-aalto ei etene ulkoytimessä. Ulkoytimen konvektiovirtaukset ylläpitävät Maan magneettikenttää.

Sisäydin: Kiinteää rauta–nikkeli-lejeerinkiä. Ulkoytimestä kiteytyy jatkuvasti lisää rautaa sisäytimen pinnalle.

Litosfääri (kr. λίθος "kivinen" + σφαίρα "pallo, piiri, kehä"): Maankuoren ja vaipan ylimmän osan yhteisnimitys, Suomessa usean sadan kilometrin paksuinen. Litosfääriksi kutsutaan sitä osaa Maan kuoresta ja vaipasta, joka kykenee liikkumaan yhtenäisenä laattana.

Maan litosfääri muodostuu noin kymmenestä päälaatasta ja jopa yli sadasta pienemmästä laatasta (litosfäärilaatat). Valtamerten keskiselänteillä, joiden alueella muodostuu uutta merenpohjaa, laatat erkanevat toisistaan. Ns. alityöntövyöhykkeillä laatat painuvat takaisin Maan uumeniin.

Astenosfääri: Litosfäärin alapuolella oleva puolielastinen kerros, joka joustaa litosfäärin alla.

Mesosfääri: Astenosfäärin alapuolella oleva alue, joka on korkean paineen vuoksi jälleen luja.

Seismografi (kr. σεισμός "tärinä" + γράφω "piirtää"): laite, joka rekisteröi maanpinnan liikkeitä. Nimitys sopii erityisesti vanhoille mittalaitteille, jotka piirtävät maanliikkeen paperille.

Seismogrammi: rekisteröintijälki maanpinnan liikkeistä. Nykyisin seismogrammit talletetaan numeerisessa muodossa tietokoneelle.

Seismometri (kr. σεισμός "tärinä" + μέτρον "mitata"): yleisnimitys maan liikkeitä mittaaville laitteille. Digitaalinen seismometri muodostuu löysästi kiinnitetystä massasta ja induktiokelasta. Massa ja siihen kiinnitetty magneetti jäävät jälkeen maanpinnan liikkeestä, jolloin kelan ja magneetin välinen suhteellinen liike aiheuttaa kelaan pienen sähkövirran. Virta voidaan vahvistaa ja tallentaa numeerisessa muodossa tietokoneelle.

Monipisteasema: ryhmä seismometrejä, jotka on sijoitettu optimietäisyyksille toisistaan. Niiden rekisteröintitiedot voidaan summata yhteen, joilloin pienimmätkin seismiset tapaukset saadaan näkyviin. Valikoivalla summauksella voidaan muokata monipisteaseman suuntakuviota ja saada se erityisen herkäksi tietystä suunnasta tulevalle energialle.