Jordskjelvet er i ettertid blitt beregnet til en styrke på 5.4 på Richters skala og er det største kjente jordskjelv i denne delen av Norge i historisk tid. Skjelvet skjedde midt under høymessen (i en tid da kirkene var fullere enn idag), og det skapte flere steder tilløp til panikk og førte til betydelige skader på bygninger. Det er nå gått hundre år uten noe nytt jordskjelv av tilnærmet samme størrelse i denne delen av Norge, og denne seismiske stillheten gir grunn til å spørre om 1904-jordskjelvet var en enkeltstående hendelse, eller om et nytt stort jordskjelv i syd-Norge er rett rundt hjørnet. Nedenfor forsøker vi å svare på dette spørsmålet.

Kraftige rystelser i Oslo

Rystelsene fra jordskjelvet var sterkest innenfor trekanten Moss, Fredriksdad, Tønsberg, men med kraftige rystelser også i Oslo som på den tiden var det tettest befolkede område (derfor kalles det også ofte for Oslo-skjelvet). Den maksimale intensiteten var VII (en skala fra I-XII som beskriver rystelsers styrke) som tilsvarer at de fleste mennesker ble skremt og mange hadde vansker med å stå oppreist. Jordskjelvet ble følt over et område på 800,000 km2 fra Namsos i nord til Polen (tidl. Pommern) i syd og over hele syd Norge til Helsinki i øst. Hovedskjelvet ble innledet med minst 11 forskjelv, og minst 18 etterskjelv ble rapportert. Fra Id kirke ved Halden (nær senteret) beskrives flg.:

Presten stod netop for alteret og messede, da det første stød merkedes som et rystende bulder med underjordiske dybe drøn. Straks derefter saaes den metertykke altergavl at synke, og en aabning paa 4-5 tommer blev synlig oppe ved taggesimsen. Derpaa løftedes atter muren, pressedes opp mot loftet, og sten og kalk føg indover alteret og gulvet, samtidig med at langvæggene svaiede sterkt; hele alterpartiet gyngedes og syntes at synke i grus. Menighed og prest styrtede til udgangen og merkelig nok, ingen kom synderlig tilskade, men kirken er i den grad ramponert, at den ikke mere lader seg restaurere.

Episenter 25km syd for Hvaler

Jordskjelvet er nylig blitt grundig analysert av norske og utenlandske seismologer. Etter det vi nå tror har episenteret ligget i Kattegat ca. 25 km syd for Hvaler og like langt vest for Strømstad. Basert på den nye analysen antar vi at jordskjelvet har hatt et dyp på omkring 28 km, altså i den nedre del av skorpen, og forklarer hvorfor det ble følt over et uvanlig stort område. Forkastningen som brøt er en nord-syd løpende revers-forkastning (gammel bruddsone), hvilket innebærer at jordskjelvet var et resultat av at skorpen var utsatt for øst-vest kompresjon. Pga.. dybden kjenner vi ikke dimensjonen på den forkastningen som brøt, men ved å anvende en global relasjon mellom styrke, forkastningslengde og forskyvning, kan vi anslå forkastningens lengde til ca. 1 km med en gjennomsnittlig forskyvning på 10 cm. I forhold til store jordskjelv i f.eks. California må dette betegnes som et meget lite skjelv.

Plategrenser

Når jorden ryster er det en følge av forskyvninger i jordskorpen, enten langs kjente forkastninger (f.eks. San Andreas-forkastningen i California) som sees på overflaten, eller langs dypere, ukjente forkastninger og sprekkesystemer. De største deformasjons-sonene på jorden er knyttet til plategrensene der jordplatene gnisser inntil hverandre, eller kolliderer (f. eks. som i Himalaya eller i syd Amerika der Nazca platen glir inn under kontinentet og "løfter" Andesfjellene). En siste type plategrense er der hvor to plater glir fra hverandre slik som langs den midtatlantiske rygg (som fører til at Europa og Amerika fjerner seg fra hverandre). Alle slike plategrenser er kjennetegnet ved hyppige og tidvis store jordskjelv, ja så hyppige at grensene faktisk er kartlagt nettopp ved jordskjelv-aktiviteten. Jordskjelvene langs disse plategrensene kalles inter-plate skjelv. Jordplatenes relative bevegelser setter også opp betydelige spenninger inne på kontinentene, og jordskjelvene forårsaket av disse kalles intra-plate skjelv (som i Norge). Er det så noen grunn til å vente jordskjelv særlig i Oslofjord området? Som vi skal se nedenfor er svaret "ja"!

Riftsoner

De store jordplatene beskrives ofte som stive legemer som flyter på den øvre mantelen, men helt stive er de ikke: Landskapet er variert og inhomogent og viser klare spor etter store, langsomme deformasjonsprosesser. Noen av inhomogenitetene i den kontinentale skorpe er så gjennomgripende at de spenninger som platene utsettes for i periferien, kan føre til jordskjelv i disse gamle deformasjons-sonene. Spesielt viktig er gamle riftsoner. Dette er soner der en oppsplitting av jordskorpen startet, men etter en viss tid ble avbrutt (fra Ethiopia i nord til Malawi i syd foregår det i dag en slik oppsprekking/deling av det afrikanske kontinent). En slik prosess har etterlatt "sår" som går gjennom hele jordskorpen. Under rift-prosessen var området varmt, og skorpen strakk og løftet seg akkompanjert av store magmatiske prosesser. Da rift-prosessen stanset (aborterte), ble området kjøligere og ble til store innsynkningssoner (såkalte graben-strukturer) avgrenset av store forkastningssystemer. I Norge er det to kjente geologiske "sår"-soner: Viking-graben i den nordlige Nordsjøen, og hele Oslofjorden opp til og med Mjøsa er en slik abortert riftsone kalt Oslo-graben.

Intra-plateskjelv

Intra-plate jordskjelv (både de små og store) forekommer vesentlig hyppigere langs gamle deformerte soner inne på kontinentalplatene, og 64% av all intra-plate seismisitet er knyttet til innsynknings- og avbrutte rift-soner. 1904-jordskjelvet i Oslo-graben er altså et typisk intra-plate skjelv. Dersom vi ser ut over Norges grenser finner vi mange jordskjelv av denne typen. Det som kanskje huskes best var Bhuj skjelvet i India som tok 20,000 liv i 2001, men de mest kjente skjedde i New Madrid (mellom Memphis og St. Louis) der det i desember 1811 og januar 1812 kom 3 skjelv med styrke på 7.1, 7.4 og 7.2 rett etter hverandre (det største var ca. 900 ganger mer energirikt enn 1904-skjelvet). Dette var jordskjelv med et enormt skadepotensiale, og de fremstår i dag som typiske for hvordan et tilsynelatende aseismisk område uten forvarsel kan aktiveres for deretter å gå tilbake til lav til middels aktivitet. Paralellen til norske forhold er at også denne delen av Missisippi-dalen er en dyptliggende (begravet) abortert riftsone. Eksempler på uventet store jordskjelv i døde riftsoner finnes mange steder i verden, men knapt noe sted så spektakulært som i Missisippi dalen og peker umiskjennelig på disse sonene som volumer i skorpen der spenninger kan bygge seg opp over lang tid for så å utløses i uventet store jordskjelv.

Spenningen bygges opp

Jordskorpen i en abortert riftsone består av store volumer av magmatiske bergarter (plutoner), samtidig som skorpen er kraftig deformert langs mindre og større forkastninger, og noen kan gå tvers gjennom jordskorpen. Hvis en stor forkastning har en optimal geometrisk orientering i forhold til den regionale spenningen som til enhver tid finnes i skorpen, vil den oppføre seg om en "spennings-akkumulator". Over lang tid vil spenningen bygges opp over forkastningen inntil den revner i det svakeste punktet, en revne som så forplanter seg langs etter svakhetssonen slik at vi får et større jordskjelv. Vi vet ikke hvilken konkret forkastning som revnet i 1904 jordskjelvet, men vi kjenner retningen på den horisontale spenningen i regionen som nordvest-sydøstlig kompresjon. Forkastninger som løper omtrent nord-syd vil i et slikt spenningsfelt være optimalt utsatt for spennings-akkumulasjon.

Vil det komme nye skjelv i samme område?

Både før og etter 1904 har Oslo-graben vært et arnested for jordskjelv, og senest 29. november 2000 ble et jordskjelv i Strømstad-området (M=3.8) følt over store deler av Østlandet, så at regionen er aktiv er hevet over tvil. Imidlertid er det sjelden skjelvene har en styrke som i 1904. Etter det vi kjenner til er det kun ett jordskjelv lenger syd i Kattegat i 1759 som har vært av samme størrelse (Richter-tall 5.6). Det vesentlige spørsmålet blir da: Hvor stor er sannsynligheten for et nytt stort jordskjelv et eller annet sted langs Oslofjorden og nordover?

Dersom vi samler all jordskjelv-erfaring ser vi at intra-plate jordskjelv konsentreres i rift-regioner som geologisk likner Oslo-graben. Det store hinderet for å besvare spørsmålet kvantitativt er at vår historiske hukommelse er så kort i forhold til den meget lange returperioden (og uregelmessignheten?) for slike jordkjelv. Geologiske argumenter tilsier at det er grunn til å forvente store fremtidige jordskjelv i Oslo-graben regionen, men når de kommer vet vi ikke. Det vi med sikkerhet vet er at befolkningstettheten og infrastrukturen i Oslo og i regionen rundt Oslo fjorden er betydelig mer sårbar i dag enn tilfellet var i 1904.

Artikkelen var publisert i Aftenposten 24/10 2004.
Conrad D. Lindholm, NORSAR.