Dette gir opphav til mange og store jordskjelv. Platenes bevegelser er drevet av langsomme varme konveksjonsstrømmer i jordens mantel som omslutter jordens kjerne.

Jordens oppbygning

Jordens indre er bygd opp av en rekke forskjellige lag, der den ytterste stive delen kalles litosfæren som kommer fra gresk og betyr sten-sfæren. Den består av jordskorpen, det tynne skallet som vi står på, og den øverste del av mantelen. Jordskorpens tykkelse varierer, på land er den hovedsaklig mellom 30 og 40 km, under dyphavene er tykkelsen ca. 10 km, mens den under de høyeste fjellkjedene kan være opp mot 70 km. Litosfæren kan ha en tykkelse på rundt 100 km i havbunnsplater (oseanplater) og opptil 200-300 km på land (kontinentalplater). Undersiden av litosfæren er kalt astenosfæren (svakhets-sfære, fra gresk) og representerer ‘glidesonen’ for platene som beveger seg over de dypere delene av mantelen. Mantelen er plastisk, dvs. at den under varme og høyt trykk kan endre form over tid uten å sprekke, og den strekker seg ned til ca. 2,890 km dyp. Innenfor mantelen er det en todelt kjerne; en flytende ytre kjerne (ned til ca. 5,150 km dyp) rundt en fast indre kjerne (til jordens sentrum ved ca. 6,370 km dyp).                        

Jordens indre

Jordens indre.

En planet i stadig forandring

Jordens litosfære består av syv store og en rekke mindre plater. Disse litosfæreplatene er i stadig bevegelse i forhold til hverandre, med hastigheter på opptil 10-16 cm per år. Dette storskala-fenomenet kalles platetektonikk, der tektonikk viser til geologiske bevegelser også på mindre skalaer. Figuren nedenfor gir en oversikt over de største litosfæreplatene på jorden, hvor Norge er en del av den Eurasatiske platen. De fleste jordskjelv som blir registrert på jordoverflaten skjer langs plategrensene, der litosfæreplatene kolliderer, glir fra hverandre eller glir sidelengs forbi hverandre.

Bevegelsen til litosfæreplatene kan forklares med prosesser som finner sted i mantelen. Jordens varme kjerne fungerer som en enorm "kokeplate", der varmen medfører at bergartene i mantelen beveger seg på samme måte som vannet i en kjele som blir oppvarmmet. Disse bevegelsene fører den varme lette massen i mantelen opp mot overflaten, mens den kaldere og tyngre massen vil synke ned igjen. Massen vil strømme i baner og danne en indre strøm. Denne prosessen med stigende varm og synkende kald masse, kalles konveksjon og mantelkonveksjon når prosessen foregår i mantelen. Konveksjon er en mer effektiv måte for overføring av energi enn konduksjon (varmeledning). Bevegelsene måles på en geologisk tidsskala; de skjer over millioner av år.

Det finnes tre hovedtyper grenser mellom platene, som alle er opphav til større jordskjelv.

Seismisitet og litosfæreplater

Jordskjelv med styrke fem eller større mellom 1970-2010. Plategrensene kan tydelig sees som mer eller mindre kontinuerlige bånd av jordskjelv..

Konstruktive plategrenser

Ved en konstruktiv plategrense beveger platene seg bort fra hverandre, og ny skorpe dannes imellom. Slike grenser finnes typisk som spredningsrygger i dyphavet. Det går en slik rygg i nord-sør retning gjennom hele Atlanterhavet. Dette er en undersjøisk fjellkjede med vulkaner som løfter seg 2000 meter opp fra omkringliggende dyphav, og noen steder kommer denne midthavsryggen opp over havoverflaten med sine vulkaner slik som f.eks. Island. Grunnen til at slike plategrenser opptrer som en rygg er at den nydannede, varme skorpen er lett, og blir kaldere og tyngre og synker derfor ned etterhvert som den beveger seg lengre vekk fra selve plategrensen. Man antar at platene nærmest ‘sklir’ nedover og bort fra ryggen, og at dette er en av de viktige drivkreftene bak platetektonikken.

Jordskjelvene som oppstår langs ryggen er grunne (under 10 km) og ikke av de største, men det er mange av dem. De konstruktive plategrensene er stort sett langt fra land, så disse jordskjelvene gjør sjelden skade (et unntak er f.eks. Island). Den Afrikanske riftsonen som strekker seg ned gjennom hele øst-Afrika er et annet eksempel på en konstruktiv plategrense.

Spredningsrygg

Skjematisk fremstilling av en spredningsrygg

Konstruktive plategrenser kalles og spredningsgrenser / divergerende plategrenser.

Destruktive plategrenser

Siden ny skorpe dannes ved de konstruktive plategrensene må også gammel skorpe forsvinne et sted. Dette skjer ved de destruktive plategrensene, der to plategrenser konvergerer. Det finnes to typer destruktive plategrenser:

  • Subduksjonsgrenser oppstår når en oseanplate blir presset ned under en kontinental- eller osean-plate.  Slike plategrenser kalles en subduksjonssone, og kan gi opphav til enorme jordskjelv. Der havbunnen presses ned dannes det en dyphavsgrøft, hvor havdypet noen steder overstiger 10.000 meter. En slik grense finnes f.eks. vest for Sør-Amerika, der også det største jordskjelvet vi kjenner til skjedde i 1960.
  • En annen subduksjonssone som er opphav til store jordskjelv finner vi øst for Japan. Jordskjelv kan opptre på alle dyp i øverste mantelen ned til ca. 700 km i en subduksjonssone. Det er ofte vulkansk aktivitet forbundet med slike grenser idet den nedadgående platen delvis smelter, og danner magma som flyter opp til overflaten og danner vulkaner.
  • Kollisjonsgrenser er den andre type av destruktive plategrenser, der to kontinentalplater kolliderer. I slike kollisjonssoner presses jordskorpen opp til høye fjellkjeder (orogenese, som betyr fjellbygning), akkompagnert av relativt store jordskjelv. Disse jordskjelvene kan ha dyp ned til 70-80 km, mens de fleste er grunnere enn ca. 30 km. Himalayafjellene er et resultat av den pågående kollisjonen mellom India og Asia.

Subduksjonssone

Skjematisk fremstilling av en subduksjonssone. Den synkende platen smelter delvis opp og er opphav til vulkansk aktivitet.

Destruktive plategrenser kalles og konvergerende plategrenser.

Sidelengs plategrenser

Transforme plategrenser (også kalt strøk-slip forkastninger) blir dannet når to plater beveger seg sidelengs i forhold til hverandre. Over millioner av år kan bevegelsene utgjøre tusener av kilometer. Den meste kjente plategrensen av denne typen ligger i California (San-Andreas forkastningen), der Stillehavsplaten beveger seg nordover i forhold til den Nordamerikanske platen og denne bevegelsen gir opphav til mange ødeleggende jordskjelv.

Jordskjelv nær de transforme plategrensene pleier å være grunne, vanligvis mindre enn 20 km dype. Styrken kan være høy, men mindre enn i subduksjonssoner.

Sidelengs plategrense

Skjematisk fremstilling av en sidelengs plategrense.

Sidelengs plategrenser kalles og glidegrenser-konservative (transforme).

Bevegelser inne i platene

Selv om de store bevegelsene foregår i grenseområdet mellom platene og platene mer eller mindre er å anse som stive, skjer det deformasjoner som kan være opphav til jordskjelv også inne i platene. Størrelsen på disse jordskjelvene er vanligvis mindre, selv om disse også i visse tilfeller kan gjøre skade. Jordskjelv av denne typen kan dukke opp nesten overalt, og det er slike jordskjelv vi har i Norge og Skandinavia

Varmepunkter eller «Hot-spots»

En annen effekt av konveksjonen er de såkalte varmepunkter, eller ‘hot-spots’. Dette er steder der varm masse stiger opp uten at det nødvendigvis finnes en plategrense på stedet. Hot-spots er gjerne forbundet med vulkansk aktivitet, og kan eksistere i mange titalls (eller hundrevis) av millioner år. Der platen beveger seg over et varmepunkt kan det dannes vulkanske øyer på rekke og rad, med synkende alder langsmed rekken. Nye vulkaner dannes da etterhvert som platen beveger seg over det stabile varmepunktet. Hawaii er et eksempel på denne type varmepunkt, der kjeden består av mange vulkaner som strekker seg mye lengre enn de øyene som stikker opp av havet.

Varmepunkter ligger mer eller mindre i ro. Islands varmepunkt befinner seg direkte under den Midt-atlantiske spredningsryggen som fører til at overproduksjonen av lava glir til begge sider av ryggen. Dette er grunnen til at det ikke blir dannet en fin kjede av øyer som Hawaii, der platene beveger seg over varmepunktet som ligger stille. De vulkanske Kanariøyene er også et resultat av et varmepunkt, men i motsetning til Hawaii beveger ikke den afrikanske platen seg så mye i forhold til mantelen, slik at Kanariøyene ikke danner noen klar rekke. Den norske Bouvetøya i Sørishavet er en vulkansk øy i Søratlanteren.