Oulun yliopistolla uutta tietoa pakkasjäristyksistä
Oulun ylipiston ja Geologian tutkimuskeskuksen mukaan ilmastonmuutoksen myötä tulevat sään nopeat vaihtelut voivat lisätä pakkas- eli jääjäristyksiä Pohjois-Suomessa. Pakkasjäristykset voivat vahingoittaa teitä, rakennuksia ja putkistoja.
Oulun yliopiston mukaan pakkasjäristykset ovat seismisiä tapahtumia, jotka johtuvat maaperässä olevan veden nopeasta jäätymisestä. Ne ovat yleisimpiä talven ääriolosuhteissa, jolloin märkä, lumeton maanpinta jäätyy nopeasti eli sateita seuraa raju pakastuminen.
Talvella lumesta puhdistetut tiet ja muut paljaat alueet ovat erityisen alttiita pakkasjäristyksille.
– Aiemmin ajateltiin, että tiet myös ovat pakkasjäristyksen päälähde. Ennalta-arvaamatonta uudessa tutkimuksessamme oli soiden ja ojien merkitys. Havaitsimme, että pakkasjäristysten eli jääjäristysten päälähteet ovatkin soilla, kosteikoilla ja alueilla, joilla on korkea pohjaveden pinta tai muut paikat, minne vesi kertyy, Oulun yliopiston geofysiikan professori Elena Kozlovskaya sanoo.
Kun märässä maassa oleva vesi jäätyy ja laajenee nopeasti, aiheutuu maahan repeämiä, järistyksiä ja paukahduksia. Pakkasjäristykset eli kryoseismit tuntuvat, kuuluvat ja ovat verrattavissa muihin seismisiin tapahtumiin kuten maanjäristyksiin, kaivostuotannon räjäytyksiin ja tavarajunien tärinään. Pakkasjäristykset ovat tunnettu ilmiö ikirouta-alueilla.
Oulun yliopiston ja Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkijat osoittivat, että pakkasjäristykset voivat vastata ylimmässä jäätyneessä pintakerroksessa jopa viiden senttimetrin paksuudelta esiintyvää murtumaa. Repeämät voivat ulottua syvemmälle ja vahingoittaa infrastruktuuria kuten rakennuksia, kellareita, putkistoja ja teitä.
– Ilmastonmuutoksen myötä sään nopeat vaihtelut ovat tuoneet pakkasjäristykset laajemmin esille, ja ne voivat yleistyä. Vaikka niiden voimakkuus on yleensä vähäinen, Oulun Talvikankaalla vuonna 2016 sattui voimakkaiden järistysten sarja, joka rikkoi teitä ja oli lähtölaukaus tutkimuksillemme. Pakkasjäristykset koskevat pohjoisia alueita kansainvälisesti, mutta niitä on tutkittu vielä vähän, Oulun yliopiston erikoistutkija Kari Moisio kertoo.
Yleensä talvella lumihanki suojaa maanpintaa kylmältä. Lumen sulaessa pois vaihtelevien säiden mukana, maa altistuu pakkaselle.
Tutkijat asensivat talven 2022–2023 ajaksi Pohjois-Suomeen kaksi maanjäristyksiä mittaavaa seismistä asemaverkkoa, toisen Ouluun ja toisen Sodankylään. Verkot tallensivat seismistä signaaleja ja lisäksi maaperän lämpötilatietoa. Paikalliset asukkaat raportoivat tutkijoille maan tärinästä ja epätavallisista äänistä, joiden ajankohdista tutkijat tunnistivat pakkasjäristyksiä sekä havaitsivat lämpötilan nopeita laskuja. Olosuhteet järistykselle ovat otollisia, kun lämpötila laskee yhden asteen tuntivauhdilla noin parikymmentä astetta.
Talvikankaan asuinalueen lähellä on paljon soita, missä pakkasjäristysten päälähteet havaittiin. Sodankylässä pakkasjäristykset johtuivat lisäksi Kitisenjoen jään murtumisesta.
– Pakkasjäristysten liikkeet näyttävät tapahtuvan soita ja ojia myöten, eli ne johtavat järistyksiä, Kozlovskaya toteaa.
Soita ja ojituksia on paljon myös asuinalueiden ympärillä. Tutkijoiden mukaan ojien merkitys pitäisi mallintaa GTK:lla parhaillaan kehitettävän mallinnusmenetelmän avulla. Tutkimusten avulla pakkasjäristyksille alttiit riskialueet voidaan tunnistaa, mikä auttaa varautumaan ja suojamaan rakennettua ympäristöä järistyksiltä. Oulun yliopiston ja GTK:n tutkijoiden tavoitteena on luoda järjestelmä, joka voisi ennustaa pakkasjäristyksiä maaperäaineiston ja satelliittidatan pohjalta.
