Jordskælvet i Japan gør døgnet kortere

Jordskælvet, der ramte Japan med en styrke på 9,0, var kraftfuldt nok til at afkorte jorddøgnet med 1,8 mikrosekunder.

Vraggods flyder i og omkring byen Onagawa i Japan efter sidste uges massive jordskælv.
Jiji Press/AFP/Getty Images
Vraggods flyder i og omkring byen Onagawa i Japan efter sidste uges massive jordskælv.

Jordskælvet, der ramte Japan i fredags med en styrke på 9,0, var voldsomt nok til at afkorte jorddøgnet med 1,8 mikrosekunder og øge klodens rokkebevægelse med 17 cm, siger forskere.

Dette betyder ikke, at chokbølger fra hændelsen slog Jorden ud af balance i forhold til den nord-sydakse, som kloden roterer omkring.

I stedet skubbede skælvet til Jordens såkaldte figurakse, en imaginær linje, som klodens masse er fordelt omkring, og som er forskudt omkring 10 m i forhold til nord-sydaksen.

Naturlig rokken

Jorden rokker naturligt en lille smule, når den drejer rundt, fordi bevægelige overfladematerialer som smeltende gletsjere og havstrømme, der flytter sig, kan forrykke klodens balance.

Data fra ultranøjagtige GPS-instrumenter viser, at dele af Japan flyttede sig helt op til 4 m, da de tektoniske plader forskød sig i forbindelse med jordskælvet. Det gør forskere i stand til at beregne, hvor meget Jordens samlede massefordeling ændrede sig, og dermed hvor meget rokkebevægelsen blev påvirket.

Omfordelingen af massen påvirkede også klodens rotationshastighed, siger geofysiker Richard Gross fra NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena i Californien. Han sammenligner begivenheden med en kunstskøjteløber, der trækker armene ind til kroppen og som følge deraf snurrer hurtigere rundt om sig selv.

Fordi Jorden er stor, er virkningen meget lille – et mikrosekund er kun en milliontedel sekund. For de fleste af os, siger Richard Gross, "har det ingen praktisk betydning".

Forskere er mere optagede af ændringen i Jordens rokken, fordi det kan forsyne fremtidige rummissioner med oplysninger, og af indsamlede data om små jordskælv, der førte til den store begivenhed, og som måske kan hjælpe med til at forudsige jordskælv.

Kan både beregnes og måles

Lignende ændringer i Jordens massefordeling blev beregnet ud fra GPS-data indsamlet under jordskælvet i Sumatra i 2004 og jordskælvet i Chile i 2010. I tilfældet med Sumatra var ændringen i døgnets længde større: 6,8 mikrosekunder.

Men for jordskælvet i Japan var ændringen i Jordens rokkebevægelse over dobbelt så stor som de, der blev beregnet for hændelserne i 2004 og 2010.

Det er spændende, siger Richard Gross, fordi rokkebevægelsen er stor nok til, at forskere rent faktisk vil kunne måle den, og ikke blot beregne den, ved at kigge efter små ændringer i Jordens hældning.

Eftersom andre faktorer er med til at omfordele massen i form af luft og vand, kan tilfældige ændringer i Jordens rokken dog skygge for virkningen af jordskælvet.

Andre geofysikere siger, at man kan få endnu mere spændende ting ud af GPS-dataene fra jordskælvet i Japan.

Eksempelvis målte japanske GPS-instrumenter, belastningsmålere og seismometre snesevis af mindre skælv som optakt til det store, siger Ken Hudnut, der er geofysiker hos USA's geologiske undersøgelser (USGS).

Forskælv?

Forskere, der sidder med næsen begravet i dataene, skal forsøge at finde ud af, om der var noget usædvanligt ved de forudgående jordskælv, der måske kunne have indikeret, at de var forskælv til et større jordskælv og ikke bare normal tektonisk rumlen.

"Spørgsmålet er, viste GPS'erne eller belastningsmålerne en forvarsling," siger Ken Hudnut. "For hvis de gjorde, vil det revolutionere jordskælvsforskningen for tid og evighed."

I Sumatra, tilføjer Ken Hudnut, var GPS-dataene "ret gode". I Chile var de "meget bedre", og i Japan gjorde instrumenternes placering og type dataene "ufatteligt gode".

"Vi får muligvis ikke et nyt sæt data som dette, gud ved hvor længe. Her har vi et monsterjordskælv ikke for langt fra land og GPS-instrumenter langs kysten," siger han.

"Så meget af, hvad forskere gør, handler om at få anbragt de rigtige instrumenter på de rigtige steder for at registrere et naturfænomen, så vi kan forstå det bedre. Hvis der var noget som helst forvarslende ved de forskælv, skulle det have været set på den stribe instrumenter."

Beregningerne af Jordens rokken er ikke relevante for lige præcis dette arbejde, siger NASA's Richard Gross, men de er mere end bare en kuriositet. En forståelse af Jordens snurrebevægelse er kritisk ved for eksempel rumopsendelser.

"Når vi navigerer rumfartøjer i position til at sætte en rumbil ned på Mars, skal vi være i stand til at tage højde for ændringer i Jordens rotation med henblik på at affyre, så vi får landet rumbilen præcis, hvor vi ønsker," siger han. "Hvis ikke vi gjorde det, ville vi måske ramme helt forbi Mars."