4.5 Ildringen og naturfare

Et belte av ild rundt et hav

Tenk deg et 40 000 km langt belte som omkranser hele Stillehavet -- fra New Zealand via Indonesia, Japan og Alaska og helt ned til Chile. Dette er Ildringen, «Ring of Fire», og her skjer størstedelen av verdens vulkanske og seismiske aktivitet. Å forstå denne regionen er sentralt for å forstå naturfarer globalt.

Tallene er slående: rundt 75 % av verdens aktive vulkaner og hele 90 % av jordskjelvene ligger her, fordelt på rundt 450 vulkaner. Ildringen er en hesteskoformet sone som følger grensene der Stillehavsplaten og andre oseaniske plater subduserer under de omkringliggende kontinentale platene. Det er denne subduksjonen som er motoren bak all aktiviteten.

Hvorfor brenner ringen?

Forklaringen er ren platetektonikk: Stillehavsplaten er nesten helt omgitt av konvergerende plategrenser. I den vestlige delen, mot Asia, subduserer platen under Filippiner- og Eurasiaplaten, med vulkaner som Pinatubo, Krakatau og Fuji, og dyphavsgraver som Marianergraven (11 034 m). I den nordlige delen subduserer platen under den nordamerikanske platen, med vulkanene i Aleutene og Alaskas jordskjelv. Og i den østlige delen subduserer plater under Nord- og Sør-Amerika, med vulkaner som Mount St. Helens og Andene, og hyppige store skjelv i Chile og Peru.

Subduksjonsprosessen følger samme oppskrift overalt: en oseanisk plate møter en kontinental, den tyngre oseaniske dykker under, friksjonen gir sterke jordskjelv, platen smelter delvis på 100--150 km dyp, og magmaet stiger opp og danner vulkaner. Samme prosess, gjentatt langs hele ringen, gir både skjelvene og vulkanene.

Å regne med risiko

Hvordan vurderer vi hvor farlig et område egentlig er? Geofaget bruker en enkel, men kraftfull tankegang: Risiko = Fare × Sårbarhet × Eksponering. Faren er sannsynligheten for at en hendelse skjer. Sårbarheten er hvor utsatt samfunnet er -- dårlige bygninger, manglende beredskap. Eksponeringen er verdiene som kan rammes -- mennesker, bygninger, infrastruktur. Det fine med formelen er innsikten den gir: selv om faren er konstant, kan vi senke risikoen ved å redusere sårbarhet eller eksponering. Vi kan ikke stoppe et jordskjelv, men vi kan bygge sikrere og flytte folk i tide.

Hvem er mest utsatt? Tett befolkede land langs Ildringen: Japan (127 millioner mennesker, 111 aktive vulkaner), Indonesia (270 millioner, 147 vulkaner), Filippinene (110 millioner, 24 vulkaner) og Stillehavskystene av Amerika. Og farene henger ofte sammen: et jordskjelv kan utløse tsunamier, jordskred, likvefaksjon (der vannmettet jord oppfører seg som en væske), branner fra brutte gassledninger og dambrudd. En enkelt hendelse kan altså sette i gang en kjede av katastrofer.

Å leve trygt med farene

Selv om vi ikke kan fjerne farene, kan vi redusere risikoen kraftig. Faresonekart kartlegger områder med ulik risiko og brukes i arealplanlegging, med byggerestriksjoner i fareområder og planlagte evakueringsruter. Bygningsstandarder gjør konstruksjoner jordskjelvsikre med fleksible materialer som absorberer energi, forsterket fundamentering og automatiske gassavstengere.

Varslingsmulighetene varierer med faretype. Vulkaner kan varsles timer til dager i forveien via seismikk, gassmålinger og deformasjon. Jordskjelv kan ikke varsles på forhånd, men tidlig varsling basert på de raske P-bølgene kan gi noen sekunder -- nok til å stoppe tog og stenge gassventiler. Tsunamier kan varsles minutter til timer i forveien med DART-bøyer og seismiske data.

Japan er verdensledende på beredskap, med strenge bygningskoder siden 1981, regelmessige øvelser fra barnehagealder og et tidlig varslingssystem på mobil. Under Tohoku-katastrofen i 2011 hadde tapene vært langt høyere uten denne beredskapen.

Store utbrudd kan også påvirke klimaet. Mekanismen er at $SO_2$ kastes opp i stratosfæren, danner sulfataerosoler som reflekterer sollys, og gir global avkjøling i 1--3 år. Tambora i 1815 ga 0,5--1 graders avkjøling og «året uten sommer» i 1816, med avlingssvikt og hungersnød i Europa og Nord-Amerika. Krakatau (1883) og Pinatubo (1991) ga begroenset, men målbar avkjøling.

La oss gjøre en enkel risikovurdering. En kystby med 100 000 innbyggere ligger 30 km fra en subduksjonssone. Farene er jordskjelv, tsunami (hvis skjelvet er over M7,5), mulig vulkan og sekundærfarer som skred og brann. Subduksjonssoner gir M8+ skjelv hvert 100--500 år, altså 0,5--1 % årlig sannsynlighet, eller 25--40 % over 50 år. Sårbarheten avhenger av bygningskvalitet, bevissthet og varslingssystemer; eksponeringen er 100 000 mennesker pluss kritisk infrastruktur. Er sårbarhet og eksponering høye, blir risikoen kritisk. Anbefalte tiltak: strenge bygningskoder, tsunamivarsling og evakueringsruter, utdanningsprogram, flytting av kritisk infrastruktur bort fra kysten, og regelmessige øvelser.

Oppsummering

Ildringen rundt Stillehavet huser rundt 75 % av verdens vulkaner og 90 % av jordskjelvene, fordi Stillehavsplaten subduserer under de omkringliggende platene. Vi vurderer fare med formelen Risiko = Fare × Sårbarhet × Eksponering -- og innsikten er at vi kan senke risikoen ved å redusere sårbarhet og eksponering selv om faren er konstant.

Beredskap -- faresonekart, jordskjelvsikre bygg og varslingssystemer -- redder liv, slik Japan viser. Jordskjelv kan ikke varsles på forhånd, men vulkaner og tsunamier kan. Store utbrudd kan dessuten avkjøle klimaet midlertidig, som Tambora i 1815. God risikohåndtering handler om å forstå farene og forberede seg klokt på dem.