Toimintaohjeita maanjäristyksen varalle

Toimintaohjeita maanjäristyksen varalle

Kun matkustaa maanjäristysherkällä alueella, kannattaa jo etukäteen varautua siihen pieneen mahdollisuuteen, että maanjäristys iskee juuri oman lomamatkan aikana. On hyvä pitää valmiusvarusteita helposti saatavalla, eli paikassa mistä ne saa nopeasti käsiinsä. Näihin varusteisiin kuuluvat esimerkiksi henkilöpaperit ja tärkeimmät yhteystiedot, tärkeät lääkkeet, taskulamppu ja pattereita, sekä ensiapulaukku. Matkaradio on myös erittäin tärkeä varuste, sillä sen kautta kuulee usein parhaiten viranomaistiedotteet.

Oli hätätilanne millainen hyvänsä, maanjäristys, tsunami taikka hirmumyrsky, siihen kannattaa varautua laatimalla viestintäsuunnitelman siltä varalta, että perheenjäsenet joutuvat eroon toisistaan. Viestintäsuunnitelma varmistaa, että jäsenet löytävät toisensa katastrofin jälkeen. Perheen yhteyshenkilöksi kannattaa sopia joku kotiin jäänyt sukulainen. Katastrofin jälkeen on usein helpompaa soittaa kaukopuheluita, joten jokaisen voi olla helpompi saada yhteyttä yhteyshenkilöön kuin toisiinsa. Kaikkien perheenjäsenten tulee kuitenkin tietää yhteyshenkilön nimi, osoite ja puhelinnumero.

Kun järisee

Kun maanjäristys iskee, kannattaa ensinnäkin yrittää säilyttää mielenmaltti. Perheenjäsenten täytyy pyrkiä pysymään yhdessä ja jokaisen olinpaikka tulee varmistaa. Liikkumista kannattaa välttää, ellei sitten siirry jossakin lähellä sijaitsevaan turvallisempaan paikkaan. Paikallisviranomaisten tiedotteita kannattaa seurata ja annettuja toimintaohjeita totella.

Jos on järistyksen sattuessa sisätiloissa, kannattaa pudottautua lattialle ja suojautua esimerkiksi vankan pöydän alle tai kyyristyä nurkkaan ja suojata pää ja kasvot käsillä. Särkyvien lasien, kuten ikkunoiden, sekä putoavien esineiden läheisyyttä kannattaa välttää. Liikkuminen ja ulos pyrkiminen on turvallista vasta tärinän lakattua. Hissejä ei kannata edes yrittää käyttää. Järistyksellä voi olla monia jälkiseurauksia, kuten vioittuneista sähkölaitteista aiheutuneita tulipaloja, joten myös valonkatkaisijoita kannattaa välttää.

Jos sattuu olemaan ulkona kun tärinä alkaa, ei kannata pyrkiä sisätiloihin: parasta on pyrkiä pois rakennusten, sähköjohtojen ja katuvalojen läheltä mahdollisimman aukealle paikalle. Jos sattuu olemaan autossa järistyksen alkaessa kannattaa pysyä sen sisällä tärinän loppumiseen saakka ja pysäyttää auto mahdollisimman kauas sähkölinjoista, katuvaloista ja rakennuksista. Jos alkaa järistä silloin, kun makoilee ja ui juuri uimarannalla, kannattaa siirtyä pois vedestä ja sen läheisyydestä, ja etsiä turvaa korkeammalta maalta. Hyökyaallot ovat maanjäristyksen mahdollisia seurauksia.

Maanjäristyksen jälkeen

Kun tärinä lakkaa, kannattaa ottaa mukaan varatut valmiusvarusteet ja siirtyä pois hotellihuoneesta tai muista sisätiloista. Tämän jälkeen koko perhe kokoontuu etukäteen sovittuun paikkaan. Yhä edelleen kannattaa seurata tiiviisti viranomaisten tiedotteita. Puhelimia kannattaa käyttää vain hätätapauksissa. Matkailijan kannattaa ilmoittaa oma tilanteensa suurlähetystölle, joka välittää tiedot Suomeen. Ennen kuin voi palata hotelliin, täytyy odottaa että viranomaiset antavat siihen luvan.

Geolämpö ei lopu

Geolämpö ei lopu

Otsikoi ja kirjoita vihkoosi teksti kysymysten pohjalta:

1. Mitä tarkoittaa geoterminen energia ja mistä sen lämpö on peräisin?
2. Miten paljon geotermistä lämpöä tuotetaan verrattuna koko maailman sähköntuotantoon?
3. Mitä ongelmia on lämmön talteen saamisessa?
4. Miksi Suomi ei ole paras mahdollinen alue geotermisen lämmön hyödyntämisen kannalta?
5. Mitä tekniikkaa pitää kehittää, että päästään syvemmälle maankuoren läpi?

6. Mikä tulevaisuudenvisio siintelee noin 200 vuoden kuluttua?

Geoterminen energia on maapallon sisästä tulevaa energiaa, joka aiheutuu kiven radioaktiivisuudesta, maapallon sisuksen jäähtymisestä tai vulkanismista. Maapallon uumenissa on mittaamattomasti lämpöä, mutta jo pintaa naarmuttaen ihmiskunta voisi saada käyttöönsä yli tuhat kertaa enemmän energiaa kuin tarvitsee.

Massachusettsin teknisen korkeakoulun MIT:n johtama asiantuntijapaneeli on arvioinut, että pelkästään Yhdysvalloissa kannattaa rakentaa vuoteen 2050 mennessä sata gigawattia geotermistä sähkötehoa. Se tarkoittaisi sataa tuhannen megawatin voimalaa, mikä vastaa yli 60:tä Olkiluoto 3:n kokoista yksikköä. Geovoimalat tuottaisivat 5–10 prosenttia maan sähköstä.

Myös Ranskassa, Sveitsissä, Saksassa ja muualla Keski-Euroopassa sekä Australiassa on käynnissä suuria hankkeita geotermisen energian hyödyntämiseksi.

Jo oli aikakin, voi joku sanoa. Miksi kaivaa fossiilia ja polttaa sitä, kun voi nostaa ylös valmista lämpöä ja höyryä? Viime vuosisadalla syntyikin uusi käsite: lämmön louhinta (heat mining).

Allamme helvetillisesti lämpöä
Noin 99 prosenttia maapallon tilavuudesta on kiinteää tai sulaa kiveä, jonka lämpötila on tuhat astetta tai enemmän. Lopusta yhdestä prosentistakin valtaosa on vähintään sata-asteista kiveä.

Kävelemme kuuman kivimeren päällä. Lämpö on säilynyt maankuoren alla varhaisilta geologisilta kausilta. Lisääkin syntyy radioaktiivisen hajoamisen tuloksena. Meidän allamme toimii lukematon määrä pieniä atomiparistoja.

Jo maankuoren uloimmassa 20 kilometrin graniittikerroksessa on niin paljon radioaktiivisia aineita – uraanin, toriumin ja kaliumin isotooppeja – että ne tuottavat hajotessaan enemmän energiaa kuin ihmiskunta tällä hetkellä kuluttaa.

Käsitykset maapallon syvyyksien lämpömääristä vaihtelevat, mutta pienimpienkin arvioiden mukaan geoterminen lämpö riittää kattamaan ihmiskunnan kaikki energiatarpeet tuhansiksi vuosiksi eteenpäin.

Kaikki alkoi Larderellon höyryistä
Mikä parasta, tekniikkaa kuumien syvyyksien energian hyödyntämiseksi on ollut olemassa ja käytössä jo yli sata vuotta.

Kuumissa lähteissä on kylvetty paljon pitempäänkin, mutta teollisen geotermisen voiman tarina alkoi 1800-luvun alkupuolella Larderellon kaupungissa Keski-Italiassa.

Tarkkaan ottaen silloin ei vielä ollut kaupunkia, mutta alueella toimi ranskalainen teollisuuspatruuna François de Larderel. Hän erotti vulkaanisesta mudasta boorihappoa höyryn avulla.

Höyry tuotettiin aluksi polttamalla halkoja, mutta pian metsät kävivät vähiin. Larderel katseli ympärilleen ja huomasi, että maasta nousee valmista höyryä. Hän alkoi valmistaa boorihappoa geotermisellä energialla. Larderelin kunniaksi paikkakunta nimettiin Larderelloksi.

Jos maasta saadaan lämpöä, niin mikä estäisi tuottamasta sähköäkin. Italialainen prinssi Gionori Conti rakensi 1904 koelaitoksen Larderelloon. Hänen höyryvoimalansa tuotti virtaa muutamaan sähkölamppuun. Kaupallinen, 250 kilowatin voimala käynnistyi 1913.

Halvan öljyn aikana geoterminen energia oli eksoottinen kummajainen, mutta 1958 käynnistettiin sentään toinen voimala, Wairakeissa Uudessa-Seelannissa. Sitten voimaloita nousi ympäri maailman: Yhdysvaltoihin, Japaniin, Venäjälle, Islantiin.

Nykyään sähköä tuotetaan geotermisesti 24 maassa. Vuonna 2005 tuotanto oli yhteensä noin 57 terawattituntia. Luku on noin kolme promillea maailman sähköntuotannosta.

Lämpö pitää erottaa kalliosta
Halvan öljyn aikana geoterminen lämpö ei juuri kiinnostanut. Vieläkin maailma elää enimmäkseen vanhoissa ajoissa, mutta tutkijat alkoivat jo 1970-luvulla miettiä, miten tuottaa geotermistä energiaa suuressa mitassa.

Nykyiset geotermiset voimalat toimivat poikkeuksellisissa paikoissa, joissa kuuma vesi virtaa maan pinnalle. Muualla lämpöä nousee vähän. Kallioperä eristää tehokkaasti.

Entä sitten, kysyivät tutkijat. Harvassa paikassa öljykään itsestään nousee maasta, mutta kun porataan reikä, kuiva kallio voi muuttua rikkauksien lähteeksi.

Lämmön louhinnalla ja öljyn poraamisella on siis yhtäläisyyksiä, mutta on myös tärkeitä eroja. Lämpö on erotettava kuivasta kalliosta ja kuljetettava ylös veden avulla. Vesi on siis saatava kiertämään kallion kautta.

Siksi porataan vähintään kaksi reikää sopivaan, tavallisesti muutaman kilometrin syvyyteen, jossa lämpötila on 150–200 astetta. Putkien väliseltä alueelta murennetaan kiveä paineistetulla vedellä, räjäyttämällä tai kemikaaleilla. Näin muodostuu huokoinen, riittävän hyvin vettä läpäisevä kerrostuma.

Toista reikää myöten syötetään sitten alas vettä. Se virtaa rikotun, huokoisen kallion läpi, kuumenee ja nousee ylös toista reikää myöten. Vesi höyrystyy ja käyttää turbiinia samoin kuin perinteisissä höyryvoimaloissa.

Laitos toimii tasaisesti
Geotermisen energian paljous on hyvä syy porata lämpöreikiä maahan. Toinen syy on energian laatu.

Aurinko-, tuuli- ja vesivoiman teho vaihtelee jyrkästi, mutta geotermistä energiaa virtaa tasaisesti ympäri vuorokauden ja kaikkina vuodenaikoina. Tasaisuutta mitataan käyttöasteella, joka kertoo, kuinka suurta osaa kapasiteetista kyetään vuoden mittaan käyttämään. Jos laitos toimisi koko ajan nimellisteholla, käyttöaste olisi sata prosenttia.

Maailman energianeuvoston World Energy Councilin tilasto vuodelta 2005 kertoo, että geotermisten voimaloiden käyttöaste oli 73 prosenttia, tuulivoiman 21 ja aurinkoenergian 14.

Parhaat geotermiset voimalat yltävät 90 prosenttiin eli hyvien ydinvoimaloiden tasolle.

Suomessa kivi on kylmää
Kuuman kallion tekniikka mahdollistaa geotermisen energian hyödyntämisen laajoilla alueilla, mutta ei kaikkialla. Kiven täytyy olla tarpeeksi kuumaa ja lisäksi riittävän huokoista, jotta vesi pystyy kuljettamaan lämmön pinnalle. Suomessa näin ei ikävä kyllä ole.

Suomen kallioperässä lämpövuo on Geologisen tutkimuskeskuksen tekemien mittausten mukaan keskimäärin 37 milliwattia neliömetriä kohti, kun mantereilla keskiarvo on noin 65 milliwattia neliöltä. Kuumimmilla alueilla lämpövuo nousee yli kolmensadan milliwatin.

Suomen kallioperä myös läpäisee heikosti vettä. Huokoisuus on alle yhden prosentin. Senkään vuoksi kuuman kiven tekniikka ei vaikuta täällä kovin lupaavalta.

Otollisimpia kuuman kiven tekniikalle ovat luonnollisesti vulkaaniset alueet, mutta esimerkiksi Etelä-Australiassa sijaitsevaan Innaminckaan on ensi talvena valmistumassa voimala, jonka alla on radioaktiivisuuden lämmittämää graniittia.

Syvemmälle pitäisi päästä
Toistaiseksi olemme puhuneet vain kovan kallioperän pintakerroksen energian hyödyntämisestä. Lähimmät vuosikymmenet geoterminen tekniikka joutuu edelleen raapimaan pintaa.

Seuraaviakin askelia on kyllä mietitty. Nyt reikiä porataan 2–3 kilometrin syvyyteen, joskus harvoin 5–6 kilometriin asti. Suurimmillaankin syvyys on vain noin tuhannesosa maapallon säteestä.

Nykyinen poraustekniikka on omaksuttu öljyn ja kaasun tuotannosta, mutta kun reikien syvyyttä halutaan kasvattaa ja kustannuksia pienentää, tarvitaan uudenlaiset porat.

Tutkijat puhuvat kumouksellisista porausmenetelmistä, joita etenkin New Mexicossa toimiva Sandian kansallinen laboratorio on kehittänyt.

On ideoitu poria, jotka ampuvat teräskuulia kuin konekivääri luoteja. On kehitetty poria, jotka leikkaavat kiveä liekkisuihkulla. Yksi 1900-luvun haaveista, suuritehoinen laserpora, saattaa toteutua meidän vuosisadallamme. Porausta voidaan tehostaa myös kemiallisesti, syövyttämällä kiveä suolahapolla tai muilla hapoilla.

Magmaan vielä pitkä matka
Vielä kaukaisemmassa tulevaisuudessa hyödynnetään magman energiaa.

Yhdysvaltalaistutkijat kokeilivat jo 1970- ja 1980-luvulla Kilauean laavajärvellä Havaijissa sulan kiven ”poraamista” vesisuihkun avulla. Höyrystyvä vesi jäähdyttää magmaa tehokkaasti niin, että porana toimiva putki pysyy ehjänä. Jäähdytyksessä syntynyt höyry nousee putken ulkoseinää myöten pinnalle ja pyörittää turbiinia.

Venäläinen astrofyysikko Nikolai Kardašev luokitteli 1960-luvulla maailmankaikkeuden mahdolliset sivilisaatiot energian käytön mukaan. Ensimmäisen luokan sivilisaatio pystyy käyttämään planeettansa kaikkia energiavaroja. Yhdysvaltalainen fyysikko Michio Kaku ennusti myöhemmin, että ehkä kahdensadan vuoden päästä ihmiskunta saavuttaa ykköstason. Nyt taaperramme vielä nollaluokassa.

.

Kurkistettiin Suomen alle

Kurkistettiin Suomen alle

Peruskalliomme uumenissa on epätavallisen painavaa kiveä

ja kummallisia suksenmuotoisia rakenteita. Tämä selvisi,

kun kallioperäämme luodattiin tarkemmin kuin koskaan aiemmin.

Löydöt ovat muistoja ajasta, jolloin mannerlaatat ovat täälläkin kolaroineet rajusti.

1. Miksei Suomessa ole Himalajaa? Potentiaalia nimittäin olisi.

Mantereiden maankuoren keskipaksuus on runsaat 40 kilometriä, mutta Keski-Suomessa kuori on muinaisten laattatörmäysten jäljiltä keskimäärin 52 kilometrin paksuista. Yleensä näin muhkeaa kuorta tavataan ainoastaan suurten vuoristojen alueella. Vain niiden massan pitäisi riittää painamaan kevyt, mantereinen kuori näin syvälle vaippaan, jonka päällä se kelluu kuin korkki vedessä. Siksi koko keskisen Suomen pitäisi teoriassa koostua kilometrien korkuisista huipuista.

Nykyisen vuorettomuuden selitykseksi ei riitä pelkästään kallioperän pintaa kuluttava eroosio. Toki eroosiokin on ollut mittavaa. Suomessa nyt maanpinnalla olevat kivet ovat kiteytyneet 10–15 kilometrin syvyydessä, joten tämän verran kuorestamme on kulunut pois sen jälkeen, kun se noin 1,8 miljardia vuotta sitten muodostui. Muinaisia vuoria on siis höyläytynyt hiekaksi. Tällaisen eroosion yhteydessä vuoristoinen kuori samalla ohenee normaaliin paksuuteensa – yleensä. Näin ei siis ole Keski-Suomessa käynyt, vaan alueen ylipaksu kuori kelluu kymmenen kilometriä syvemmällä kuin pitäisi.

Paksuusmysteerin selitykseksi on ehdotettu poikkeuksellista rakennetta. Keski-Suomen maankuoren kivien täytyy olla erikoisen tiheitä ja raskaita, varsinkin kuoren alaosassa. Tässäkin toimii korkkirinnastus: jos korkkiin sidotaan lyijynpala, se ui syvemmällä.

Nyt tälle oletukselle on saatu konkreettista vahvistusta. Se, että Keski-Suomen maankuori todella on alaosastaan epätavallisen tiheää, on yksi viime vuosien seismisten heijastusluotausmittausten alustavista tuloksista.

2. Mitä tarkoittaa että Suomen kuori vanha ja myllertynyt?

Maankuoremme nykyrakenteen ymmärtää parhaiten, kun tietää, miten se on syntynyt.

Kun maapallo muotoutui osana aurinkokuntaamme lähes viisi miljardia vuotta sitten, raskaimmat aineet erkanivat planeettamme sulasta kivimassasta ja painuivat syvälle sen uumeniin. Näin syntyi ydin, joka koostuu pääosin raudasta ja nikkelistä. Maapallon pinnan jäähtyessä siihen muodostui ohut kuori, jonka kevyimmät osat, mantereet, aloittivat oman kiertolaiselämänsä. Ytimen ja kuoren väliin jäi vaippa, jonka aines muokkautuu jatkuvasti ja tuottaa paikoin sulan kiviaineksen pesäkkeitä. Niistä magmaa purkautuu tulivuorten kautta maanpinnalle.

Suomen kallioperän pääpiirteet saivat nykyasunsa 2,7–1,8 miljardia vuotta sitten. Mantereiden liikkuessa kallioperämme vuoroin repesi valtameren erottamiin osiin, vuoroin taas yhdistyi. Syvyyksistä nouseva sula kiviaines muokkasi kalliota edelleen. Näiden tapahtumien seurauksena syntyi muun muassa törmäysarpia ja kalliopoimuja sekä repeämä- ja siirrospintoja.

Lisäksi kallioperässämme on myöhempien tapahtumien jälkiä: esimerkiksi rapakivigraniitit ja Muhoksen ja Satakunnan kalliorepeämiin kertyneet hiekkakivet sekä "nuoret", vain muutaman sadan miljoonan vuoden ikäiset alkalikivimassiivit ja timanttipitoiset kimberliittipiiput.

Nämä vanhat ja nuoret jäljet muodostavat kallioperämme geologisen muistin, jota voidaan tutkia geologian ja geofysiikan keinoin.

Koska kallioperämme syvillä osilla on takanaan niin pitkä historia, ne ovat läpikäyneet monia muodonmuutoksia. Rakenteet ovat monimutkaisia, vääntyneitä, kiertyneitä ja moneen kertaan kärsineitä. Osa piirteistä on tasoittunut tai kulunut kokonaan pois. Tämä tekee peruskalliomme kehityshistorian selvittämisen haasteelliseksi. Osa tapahtumien todistusaineistosta puuttuu, osa voi olla harhauttavaa, ja osaa ei ehkä osata vielä tulkita oikein.

3. Mitä tarkoittaa syvälaboratorio?

Erilaisten pinnalta tehtyjen tutkimusten lisäksi maankuoren yläosaa tutkitaan ottamalla kairausnäytteitä kalliosta jopa kilometrien syvyydeltä. Kun reikä on porattu, sitä voidaan käyttää myös syvälaboratoriona, jossa tutkitaan kallioperän uumenien oloja.

Maailman tähän mennessä syvin reikä on 12,3-kilometrinen. Sen porasivat venäläistutkijat Kuolan niemimaalle Petsamoon vuosina 1970–1989.

Suomen omaa syväreikää alettiin porata Outokumpuun huhtikuussa 2004, ja se valmistui tammikuussa 2005. Hanketta johti Geologian tutkimuskeskus, ja kairaustekniikan tarjosi venäläinen valtionyritys NEDRA, Kuolan syväreiän poraaja. Mukana oli myös kauppahuone Machinoimport. Tämäkin yhteistyö kustannettiin lyhentämällä Venäjän valtionvelkaa Suomelle, tässä tapauksessa noin 7 miljoonaa euroa.

Yksi hankkeen tavoitteista oli selvittää erästä seismisen heijastusluotauksen kiinnostavaa havaintoa: Outokummussa ja laajalti muuallakin Itä-Suomen kallioperässä on kerroksia, jotka heijastavat seismisiä aaltoja voimakkaasti. Kairaus lävisti Outokummussa yhden näistä kerroksista 1,3–1,5 kilometrin syvyydessä. Kairausnäytteiden perusteella kerros edustaa samoja kivilajeja, joihin Outokummun malmit liittyvät. Tästä voi päätellä, että heijastusseismisillä menetelmillä voi suoraan paikantaa malminetsinnän kannalta otollisia kivilajeja.

Outokummun syväreikää käytetään lähivuosina syvälaboratoriona, jota hyödyntävät suomalaisten lisäksi muun muassa saksalaiset, kanadalaiset, tšekkiläiset ja venäläiset tutkijat.

Jo kairauksen aikana havaittiin, että reiän pohjalla vallitsee noin 40 asteen lämpötila, kalliossa on voimakkaita jännitystiloja ja pohjavesi on suolaista ja metaanipitoista.

Nyt on suunnitteilla tarkempia tutkimuksia muun muassa kallion lämpötilasta ja jännitystilasta, kallioperän mikroseismisestä aktiivisuudesta, syvien kalliopohjavesien koostumuksesta ja alkuperästä sekä syvällä kallioperän rakovyöhykkeissä kenties piilevästä eliötoiminnasta.