Värinate, vulkaanide Jaapan

Iidse legendi järgi elas hiigelsuur merihunt Namazu maa-aluse muda sees. Teda valvas Jaapanit maavärinate eest kaitsev jumal Kashima, hoides hiidkala vaos suure kivi all. Niipea kui Kashima tähelepanu hetkekski rauges, raputas Namazu ennast, tekitades võimsaid maavärinaid.

Märtsis Jaapanit tabanud hiigelpõrutus ei olnud juhuslik, vaid tingitud geoloogilistest seaduspärasustest. Nimelt on Maa kuni 150 kilomeetri paksune kivistunud pindmine osa ehk litosfäär (kr lithos - kivi) jagunenud laamadeks, mis liiguvad üksteise suhtes kuuma ja voolava astenosfääri peal kiirusega mõned sentimeetrid aastas. Litosfäär hõlmab vahevöö ülemise osa ning kogu maakoore, mille paksus mandritel on kuni 70 kilomeetrit, ookeanide põhjas vaid mõni kilomeeter.

Jaapan on osa Vaikset ookeani piiritlevast „tulerõngast", sagedaste maavärinate ning sadade tegutsevate vulkaanide vööndist. Jaapani saarestiku põhjaosas tungib suur Vaikse ookeani laam vastu Põhja-Ameerika laama ja lõunaosas vastu väikest Filipiinide laama, mis omakorda surutakse vastu Euraasia laama.

Ookeaniline maakoor koosneb vulkaanilisest basaldist, mis on mandrilise maakoore kivimitest raskem. Ookeanilise laama põkkumisel mandrilise laamaga paindub eelmine järgmise alla neeldumis- ehk subduktsioonivööndis. Ka kahe ookeanilise laama kokkupõrke juures toimub neeldumine. Kokkupõrke piirkonnas kogunevad maakoorde tohutud pinged, päästes valla kõige kohutavamaid maavärinaid. Subduktsioon kutsub esile ka vulkanismi ja võib tekitada Jaapani-taolise kaarekujulise vulkaaniliste saarte rea.

Arvukad vulkaanid

Jaapanis tegutseb üle 80 vulkaani. Need on peamiselt järsunõlvalised mäed, mis koosnevad vaheldumisi laavavooludest ja tahkes olekus pursanud materjali - tefra - kihtidest. Kõige kuulsam on Jaapani kõrgeim vulkaan, Honshū saare graatsiline Fuji, mis tegutses viimati 1708. aastal. Aktiivseima tiitli võiks pälvida Kyūshū saare Sakurashima, mis hakkas moodustuma 13 000 aastat tagasi ja millel on toimunud lugematud, enamasti plahvatuslikud pursked, külvates tuhka sealt üksnes kaheksa kilomeetri kaugusel olevasse Kagoshima linna. Praegugi tegutseb Sakurashima mõõdukalt ning on viimastel kuudel koos ajutiste plahvatustega tossanud õhku tuhapilvi kuni nelja kilomeetri kõrgusele.

Üks kõige aktiivsematest vulkaanidest on ka Kyūshū saare Unzen, mille tippu moodustus aastate 1990-1995 rahutul perioodil ränirikka, viskoosse laava kuppel. Analoogiline nähtus ilmneb näiteks hambapasta väljumisel tuubi surumise korral. Kõrgeks tõusnud laavakuppel oli ebastabiilne ja selle tipu kokkuvarisemisel tekkisid sadu kraade kuumad tefra-gaasi lõõmpilved, mis tormasid laviinina vulkaani nõlvadelt alla kiirusega paarsada kilomeetrit tunnis. Neid loeti kokku rohkem kui 10 000. Unzeni aktiivsus äratas suurt meediatähelepanu ja sai oma traagilisusega kuulsaks juunis 1991, mil ootamatult suure laavakupli varingu tagajärjel tekkinud lõõmpilv üllatas ajakirjanike ja vulkanoloogide filmigruppi, kõrvetades surnuks 42 inimest.

17. jaanuaril 1995 raputas Jaapani suuruselt kuuendat linna, Kōbet, maavärin, mille magnituud oli 7,3. Inimohvreid oli enam kui 6000. Majanduslik kahju oli suur, aga uued, rangete standardite järgi ehitatud konstruktsioonid pidasid võrdlemisi hästi vastu.

1. septembril 1923 tabas maavärin magnituudiga 8,3 Honshū saarel Tōkyō ja Yokohama piirkonda. Tihedasti asustatud ala läheduses toimunud põrutus oli üks kõige hävitavam riigi ajaloos. Hinnanguliselt hukkus siis 140 000 inimest ning väga palju kahju põhjustasid värina tagajärjel tekkinud põlengud. Praegusel Tōkyō metropoli alal elab peaaegu 40 miljonit inimest ja paraku on tulevikus oodata uusi suuri maavärinaid.

Katastroofide ennetamine

Maa rahutus on Jaapani tingimustes argipäevanähtus, millega rahvas on pidanud kohanema. Seismograafid tuvastavad aastas ligikaudu 7500 maavärinat, millest 1500 on niisugused, mida inimene tunnetab. Praeguseks on riigi ehitusstandardid kõrgel tasemel ning elanikud hästi informeeritud sellest, kuidas tegutseda maavärina, tsunami või vulkaanipurske korral. Kuigi märtsis 2011 toimunud maavärin on arvatud maailma suurimate hulka, oli selle ja järgnenud tsunamilainetuse inimohvrite arv siiski suhteliselt väike, jäädes kümnetesse tuhandetesse, ja suure osa majanduslikust kahjust põhjustas mitte maavärin, vaid hoopis tsunami.

Pärast Kōbe maavärinat hakati Jaapani seismilist seiret kiiresti arendama ja praegu on olemas peaaegu 3000 seismojaamast koosnev võrgustik. Automaatsüsteemid lokaliseerivad sündmuse mõne minutiga ja võivad kohe ka tsunamihoiatuse läkitada. Maavärinate asukohad määratakse väga täpselt ja nende järgi kaardistatakse aktiivseid murranguid. Suurte maavärinate prognoosimine on siiski keeruline väljakutse. Neid toimub harva ja detailse statistilise analüüsi jaoks oleks vaja andmestikku, mis hõlmaks sadu, võib-olla tuhandeid aastaid.

Kuna vulkaanid reeglina annavad märku aktiviseerumisest väikeste maavärinatega, sobivad seismojaamad ka nende seireks. Vulkaane on võimalik jälgida ka muude meetoditega, nagu geodeetiliste mõõdistamistega, satelliidipiltide abil ning geotermilise aktiivsuse ja maa seest vabanevate gaaside seirega. Ehkki Jaapani plahvatusliku iseloomuga pursetel võivad olla hävitavad tagajärjed, on elanikke ähvardava vulkaanilise katastroofi eest põhimõtteliselt võimalik hoiatada.

Maavärina magnituud ja selles vabanenud seismiline energia džaulides

HEIDI ELISABET SOOSALU (1967) on sündinud ja üles kasvanud Soomes. Õppinud Helsingi ülikoolis geoteadusi kuni doktorikraadi kaitsmiseni 2004. aastal. Elanud Islandil ja uurinud seal vulkaane aastatel 1994-1997 ning 2001-2004. Pärast väitekirja kaitsmist oli kolm aastat Inglismaal Cambridge'i ülikoolis järeldoktor. Eestisse tuli 2008. Praegu töötab Eesti Geoloogiakeskuse juhtivseismoloogina ning Tallinna Tehnikaülikooli mäeinstituudi rakendusgeoloogia dotsendina.