Det mest fremtredende trekket ved seismisk aktivitet i Norge er en konsentrasjon av et stort antall jordskjelv i to klart definerte regioner: på Vestlandet og langs Helgelandskysten i Nordland. De fleste av disse skjelvene er ikke mulig å merke for mennesker, men registreres med seismometre.

Regelmessig jordskjelv i Norge

Imidlertid opplever vi regelmessig også store jordskjelv i Norge, med styrke på mer enn 4,0 på Richters skala. De større jordskjelvene blir lagt merke til av dyr og mennesker, siden de største kan forårsake betydelig skade på bygninger eller utløse naturkatastrofer, for eksempel skred med påfølgende flodbølger. For eksempel skjedde et jordskjelv med en styrke på rundt 5,9 i Lurøy i Nordland i 1819. Dette historiske jordskjelvet er godt dokumentert og styrken er beregnet ut fra disse observasjonene. Det utløste en rekke steinsprang og et leirskred, i tillegg til at det ga skader på grunnmurer og mursteinspiper i regionen.

Derfor er relativt sterke jordskjelv ikke så eksotiske i Norge som man skulle tro. Det er viktig for forskere å forstå årsakene til jordskjelvene og hva som utløser rystelsene for å kunne forutsi faren for store hendelser.

Hvorfor er det mer jordskjelv noen steder?

Mer jordskjelvaktivitet på Vestlandet og i Nordland enn ellers i landet har vært kjent i flere tiår. Årsaken til jordskjelv i disse områdene er studert i forskningsprosjektet NEONOR2, initiert av Norges geologiske undersøkelse (NGU), Kartverket, NORSAR, NORCE og universitetene i Bergen og Luleå.

Generelt sett er flere prosesser ansett for å være ansvarlige for seismisk aktivitet i Norge, blant annet landhevning etter istiden og isbreenes erosjon med utgraving av daler og flytting på enorme mengder løsmasser. I tillegg har tyngden av fjellene i Norge og bevegelsene i den midtatlantiske spredningsryggen , som er en undersjøisk fjellkjede mellom Norge og Grønland, betydning. Fra et teoretisk synspunkt kan disse prosessene generere jordskjelv. Likevel er noen av disse prosessene ganske jevnt fordelt i Norge og kan ikke alene forklare at det er mer jordskjelvaktivitet på Vestlandet og i Nordland.

Hvilke andre naturlige prosesser kan forklare den konsentrerte aktiviteten i Norge?

Sammenheng mellom nedbør og jordskjelv

Slike «nye» prosesser er studert i NEONOR2-prosjektet. En av prosessene er overraskende nok relatert til nedbør; regn og snø. Her har vi sett at det er både romlige og tidsmessige sammenhenger mellom antall jordskjelv, og intensiteten av regn og snøsmelting på jordoverflaten. Sammenhengen er spesielt åpenbar i Nordland, hvor detaljerte og pålitelige data om seismisk aktivitet er samlet inn og bearbeidet. På Vestlandet mangler vi dessverre så detaljerte jordskjelvdata.

Ved å bruke en statistisk tilnærming er det funnet tidsforsinkelser mellom jordskjelvforekomst og nedbørsmengde på Vestlandet og i Nordland. Tidsforsinkelsen er mest sannsynlig relatert til forplantning av trykk i grunnvannet etter at overflatevannet har nådd toppen. Tidsforsinkelsene mellom jordskjelv og regn varierer fra mindre enn 50 til mer enn 100 dager, noe som viser at økt seismisk aktivitet på en eller annen måte er forbundet med kraftig regn eller snøsmelting.

Områdene med mest nedbør

Prosessen er mest sannsynlig relatert til nedbør med sesongmessig økning i vanntrykk i det oppsprukne grunnfjellet. At bevegelser i grunnen kan oppstå på grunn av væskeinntrenginger er relativt godt kjent fra langvarig overvåking i olje- og gassfelt, og fra oppsprekking av dype geotermiske systemer.

Derfor forekommer slik naturlig jordskjelvaktivitet mest på Vestlandet og i Nordland fordi områdene har mest nedbør i Skandinavia. Lokalt er det målt mer enn 3000 mm nedbør per år på den vestlige siden av de mer enn 2000 meter høye fjellene. Videre studier av sammenhengen mellom jordskjelv og nedbør kan føre til en bedre forståelse av tidsforsinkelsene slik at vi kan forutsi forekomsten av jordskjelv bedre.

Dråpen som får begeret til å renne over

Det er viktig å merke seg at en periodisk vanntrykksøkning i sprekker og brudd i undergrunnen ved mye nedbør bare kan betraktes som en utløser av seismisk aktivitet. Tidsforsinkelsen mellom jordskjelv og økning av vannmengden på overflaten handler om et økt vanntrykk ned til steder i berggrunnen som allerede er overbelastet. Med andre ord blir det økte vanntrykket dråpen som får begeret til å flyte over.

Men er det flere årsaker til seismisk aktivitet på Vestlandet og Nordland? De to fremtredende sonene med jordskjelvaktivitet i disse regionene sammenfaller ikke bare med økt nedbør, men også med tilstedeværelsen av soner med redusert seismisk hastighet i den øvre mantelen under de to regionene. Avvikene i hastighet gjenspeiler mest sannsynlig en lokal økning i temperaturen i mantelen, noe som fører til en omfordeling av spenninger i jordskorpen som igjen bidrar til jordskjelv. Dermed kan denne delen av mantelen betraktes som en ekstra årsak til jordskjelvaktiviteten i Norge, i tillegg til effekter som vi allerede har nevnt.

Trenger å studeres mer

Dagens globale klimaendringer, med en betydelig endring i regionalt nedbørsmønster, kan også påvirke jordskjelvaktivitet. Derfor er det nødvendig med en ytterligere detaljert studie for å forstå de utløsende mekanismene for kraftige bevegelser i berggrunnen i Norge - ikke bare for å kunne forutsi frekvensen av de nedbørsbetingede jordskjelvene, men også for å forstå muligheten for de «store hendelsene».

Teksten er basert på en studie publisert i tidsskriftet Tectonics:

Maystrenko, Y. P., Brönner, M., Olesen, O., Saloranta, T. M., & Slagstad, T. (2020). Atmospheric precipitation and anomalous upper mantle in relation to intraplate seismicity in Norway. Tectonics, 39, e2020TC006070.h

Forskersonen er forskning.nos side for debatt og populærvitenskap