Earthquakes
Ch. 15 Lesson 1
What are Earthquakes?What are Earthquakes?
Earthquakes are the vibrations in the groundthat result from the movement along breaksin Earth’s Lithosphere.Earthquakes are the vibrations in the groundthat result from the movement along breaksin Earth’s Lithosphere.
What are Earthquakes?What are Earthquakes?
Why do rocks move along fault?Why do rocks move along fault?
The forces that move tectonic plates also pushand pull on rocks along faultsThe forces that move tectonic plates also pushand pull on rocks along faults
movement of the plate due to convection currentsmovement of the plate due to convection currents
What are Earthquakes?What are Earthquakes?
These forces can move the rock side to side(horizontally) or up and down (vertically)These forces can move the rock side to side(horizontally) or up and down (vertically)
The greater the force applied to fault, thegreater the chance of large and destructiveearthquake.The greater the force applied to fault, thegreater the chance of large and destructiveearthquake.
Quick QuestionsQuick Questions
Why are earthquakes much more common inCalifornia?Why are earthquakes much more common inCalifornia?
It is near (and in some places on top of) aplate boundaryIt is near (and in some places on top of) aplate boundary
Quick QuestionsQuick Questions
What do you think scientists can learn bystudying the damage caused by anearthquake?What do you think scientists can learn bystudying the damage caused by anearthquake?
Quick QuestionsQuick Questions
Are all earthquakes large and destructive?Are all earthquakes large and destructive?
No! The destructiveness depends on theamount of force applied to fault. The greaterthe force, the more energy builds up in faultNo! The destructiveness depends on theamount of force applied to fault. The greaterthe force, the more energy builds up in fault.
Where do Earthquakes Occur?Where do Earthquakes Occur?
The locations of major earthquakes that occurredbetween 2000 2008The locations of major earthquakes that occurredbetween 2000 2008
Where do Earthquakes Occur?Where do Earthquakes Occur?
Notice, only few earthquakes occurred in themiddle of continent.Notice, only few earthquakes occurred in themiddle of continent.
Most earthquakes occur where?Most earthquakes occur where?
Earthquakes and PlateBoundariesEarthquakes and PlateBoundaries
Some earthquakes occur more than 100 kmbelow Earth’s surface.Some earthquakes occur more than 100 kmbelow Earth’s surface.
The deepest earthquakes occur where platescollide along convergent plate boundarywhere subduction occursThe deepest earthquakes occur where platescollide along convergent plate boundarywhere subduction occurs
Remember, oceanic meets continental crust!Remember, oceanic meets continental crust!
Where do Earthquakes Occur?Where do Earthquakes Occur?
The locations of major earthquakes that occurredbetween 2000 2008The locations of major earthquakes that occurredbetween 2000 2008
Shallow EarthquakesShallow Earthquakes
Shallow earthquakes are common whereplates separate along divergent plateboundary, like the mid-ocean ridge system.Shallow earthquakes are common whereplates separate along divergent plateboundary, like the mid-ocean ridge system.
Shallow EarthquakesShallow Earthquakes
Shallow earthquakes can also occur alongtransform plate boundaries like the SanAndreas Fault in California.Shallow earthquakes can also occur alongtransform plate boundaries like the SanAndreas Fault in California.
Continental CollisionsContinental Collisions
Earthquakes of varying depths occur wherecontinents collide.Earthquakes of varying depths occur wherecontinents collide.
Continental collisions result in the formationof large and deformed mountain ranges suchas the Himalayas in Asia.Continental collisions result in the formationof large and deformed mountain ranges suchas the Himalayas in Asia.
Rock DeformationRock Deformation
When force is applied to body of rock,depending on the properties of the rock andthe force applied, the rock might bend orbreak.When force is applied to body of rock,depending on the properties of the rock andthe force applied, the rock might bend orbreak.
When force such as pressure is applied torock along plate boundaries, the rock canchange shape.When force such as pressure is applied torock along plate boundaries, the rock canchange shape.
This is called rock deformation!This is called rock deformation!
Rock DeformationRock Deformation
Eventually the rockscan be deformed somuch that they breakand move.Eventually the rockscan be deformed somuch that they breakand move.
The image showshow rockdeformation hasresulted in grounddisplacementThe image showshow rockdeformation hasresulted in grounddisplacement
FaultsFaults
When stress builds inplaces like plateboundary rocks canform faultsWhen stress builds inplaces like plateboundary rocks canform faults
fault is break inEarth’s lithospherewhere one block ofrock moves toward,away from, or pastanother.fault is break inEarth’s lithospherewhere one block ofrock moves toward,away from, or pastanother.
http://www.thegospelcoalition.org/blogs/trevinwax/files/2014/04/SAF-e1346289593322.jpg
FaultsFaults
When rocks move in any direction along fault, anearthquake occurs.When rocks move in any direction along fault, anearthquake occurs.
The direction that rocks move depends on theforces applied.The direction that rocks move depends on theforces applied.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0a/Oblique_slip_fault.jpg
FaultsFaults
Quick QuestionsQuick Questions
What is the relationship between earthquakeslocations and plate boundaries?What is the relationship between earthquakeslocations and plate boundaries?
Most earthquakes result from the buildup andrelease of stress along active plate boundariesMost earthquakes result from the buildup andrelease of stress along active plate boundaries
Quick QuestionsQuick Questions
Where do most earthquakes occur?Where do most earthquakes occur?
Where stress builds up along active plateboundariesWhere stress builds up along active plateboundaries
Quick QuestionsQuick Questions
Why do earthquakes tend to be deeper andmore disastrous along convergent plateboundaries compared to earthquakes alongdivergent boundaries?Why do earthquakes tend to be deeper andmore disastrous along convergent plateboundaries compared to earthquakes alongdivergent boundaries?
More energy is built up and released whereplates move toward each other and where oneplate is pushed below the other (subduction)at convergent boundariesMore energy is built up and released whereplates move toward each other and where oneplate is pushed below the other (subduction)at convergent boundaries
Quick QuestionsQuick Questions
What is rock deformation?What is rock deformation?
Occurs when rock changes shapeOccurs when rock changes shape
http://www.see.leeds.ac.uk/structure/basic_structure/deformation/thrust1.jpg
Quick QuestionsQuick Questions
How can rock deformation result in grounddisplacement?How can rock deformation result in grounddisplacement?
Eventually rocks can become so deformed that theybreak and move. When rocks move, grounddisplacement can occurEventually rocks can become so deformed that theybreak and move. When rocks move, grounddisplacement can occur
http://www.columbia.edu/~vjd1/strain_types.gif
Earthquake FocusEarthquake Focus
When rocks movealong fault, theyrelease energy thattravels as vibrations onand in Earth calledseismic waves.When rocks movealong fault, theyrelease energy thattravels as vibrations onand in Earth calledseismic waves.
These waves originatewhere rocks first movealong the fault, at alocation inside Earthcalled the focus.These waves originatewhere rocks first movealong the fault, at alocation inside Earthcalled the focus.
http://www.geologicresources.com/earthquake300x286.gif
Earthquake EpicenterEarthquake Epicenter
The epicenter isthe location onEarth’s surfacedirectly above theearthquake’s focusThe epicenter isthe location onEarth’s surfacedirectly above theearthquake’s focus
Seismic WavesSeismic Waves
During an earthquake, rapid release of energyalong fault produces seismic waves.During an earthquake, rapid release of energyalong fault produces seismic waves.
These waves travel outward in all directionsthrough rock.These waves travel outward in all directionsthrough rock.
these waves are transfer of energythese waves are transfer of energy
create motion felt during earthquakecreate motion felt during earthquake
The energy is strongest near the epicenter and lessensas it moves outwardThe energy is strongest near the epicenter and lessensas it moves outward
Types of Seismic WavesTypes of Seismic Waves
Scientists use wave motion, wave speed, andthe type of material that the waves travelthrough to classify seismic waves.Scientists use wave motion, wave speed, andthe type of material that the waves travelthrough to classify seismic waves.
The types of waves areThe types of waves are
Primary wavesPrimary waves
Secondary wavesSecondary waves
Surface WavesSurface Waves
Primary WavesPrimary Waves
Primary Waves (P-waves) cause particlesin the ground to movein push-pull motionsimilar to coiledspring.Primary Waves (P-waves) cause particlesin the ground to movein push-pull motionsimilar to coiledspring.
They are the fastestmoving seismic wavesThey are the fastestmoving seismic waves
The first waves you feelfollowing anearthquakeThe first waves you feelfollowing anearthquake
http://mail.colonial.net/~hkaiter/Aaascienceimages2137/pwaves_fourcolumn.gif
http://eschooltoday.com/natural-disasters/earthquakes/images/p-wave.jpg
http://allshookup.org/quakes/pwave.jpg
Secondary  WavesSecondary  Waves
Secondary Waves (S-waves) are slower than P-waves.Secondary Waves (S-waves) are slower than P-waves.
Cause particles to moveup and down at rightangles relative to thedirection the wavetravels.Cause particles to moveup and down at rightangles relative to thedirection the wavetravels.
Like shaking coiledspring side to side and upand down at the sametimeLike shaking coiledspring side to side and upand down at the sametime
Can’t move through liquidCan’t move through liquid
http://earthquake.usgs.gov/learn/kids/images/seismic_waves.gif
http://www.lamit.ro/images/earthquake-s-waves-passage.jpg
Surface  WavesSurface  Waves
Surface Waves cause particles in the ground tomove up and down in rolling motionSurface Waves cause particles in the ground tomove up and down in rolling motion
Similar to ocean wavesSimilar to ocean waves
Travel only on Earth’s surface closest to theepicenterTravel only on Earth’s surface closest to theepicenter
(only and waves can travel through Earth’s interior)(only and waves can travel through Earth’s interior)
https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQWN1TkFXpoFOiPQsYKdjTfWfaOOqWCXr55wtdNeYVaKu9QoXNOXA
Seismic WavesSeismic Waves
Quick QuestionsQuick Questions
What are the types of faultsWhat are the types of faults
Strike-slip, normal, reverseStrike-slip, normal, reverse
Quick QuestionsQuick Questions
Where do strike-slip faults occur?Where do strike-slip faults occur?
Along transform plate boundariesAlong transform plate boundaries
Quick QuestionsQuick Questions
What are seismic waves?What are seismic waves?
They are waves that travel as vibrations onand in EarthThey are waves that travel as vibrations onand in Earth
http://www.ducksters.com/science/earthquake_seismic_wave.png
Quick QuestionsQuick Questions
Where do theseismic waves ofan earthquakeoriginate?Where do theseismic waves ofan earthquakeoriginate?
Where rocksfirst move at anearthquake’sfocusWhere rocksfirst move at anearthquake’sfocus
http://sciencelearn.org.nz/var/sciencelearn/storage/images/contexts/earthquakes/science-ideas-and-concepts/seismic-waves/6855-6-eng-NZ/Seismic-waves.jpg
Quick QuestionsQuick Questions
Why is locating the epicenter of anearthquake important to scientists?Why is locating the epicenter of anearthquake important to scientists?
To observe patterns of movement along afault and to predict the likelihood of futureearthquakes nearbyTo observe patterns of movement along afault and to predict the likelihood of futureearthquakes nearby
Quick QuestionsQuick Questions
What is the difference between surface wavesand primary and secondary waves?What is the difference between surface wavesand primary and secondary waves?
Surface waves only travel on Earth’s surface.Primary and secondary waves also travelthrough Earth’s interiorSurface waves only travel on Earth’s surface.Primary and secondary waves also travelthrough Earth’s interior
Mapping Earth’s InteriorMapping Earth’s Interior
Scientists that studyearthquakes are calledseismologistsScientists that studyearthquakes are calledseismologists
They use the properties ofseismic waves to mapEarth’s interior.They use the properties ofseismic waves to mapEarth’s interior.
http://media.al.com/huntsville-times/photo/2011/12/10357066-standard.jpg
Mapping Earth’s InteriorMapping Earth’s Interior
P-waves and S-waves change speed anddirection depending on the material theytravel through.P-waves and S-waves change speed anddirection depending on the material theytravel through.
By comparing these measurements to thedensities of different Earth materials,scientists have determined the composition ofEarth’s layersBy comparing these measurements to thedensities of different Earth materials,scientists have determined the composition ofEarth’s layers
This figure shows the speed of P-waves and S-wavesat different depths within Earth’s interior.This figure shows the speed of P-waves and S-wavesat different depths within Earth’s interior.
Screenshot (403).png
Remember Me?Remember Me?
http://www.iris.edu/hq/files/programs/education_and_outreach/lessons_and_resources/images/ExplorEarthPoster.jpg
Inner and Outer CoreInner and Outer Core
S-waves cannot travel through the outer core!S-waves cannot travel through the outer core!
Why would this be?Why would this be?
Because the outer core is liquid unlike the solidinner coreBecause the outer core is liquid unlike the solidinner core
By analyzing the speed of P-weaves travelingthrough the core, seismologists found that theinner and outer cores are composed of mostlyiron and nickleBy analyzing the speed of P-weaves travelingthrough the core, seismologists found that theinner and outer cores are composed of mostlyiron and nickle
The MantleThe Mantle
Seismic wave studies determined convectioncurrents in the mantle.Seismic wave studies determined convectioncurrents in the mantle.
The speeds of seismic waves depend ontemperature, pressure, and chemistry of therocks that the seismic waves travel throughThe speeds of seismic waves depend ontemperature, pressure, and chemistry of therocks that the seismic waves travel through
They slow down through hot materialThey slow down through hot material
Beneath mid-ocean ridges or hotspotsBeneath mid-ocean ridges or hotspots
Seismic waves are faster in cool areasSeismic waves are faster in cool areas
Near subduction zonesNear subduction zones
Locating an Earthquake’s EpicenterLocating an Earthquake’s Epicenter
A seismometermeasures and recordsground motion and canbe used to determinethe distance seismicwaves travel.A seismometermeasures and recordsground motion and canbe used to determinethe distance seismicwaves travel.
Ground motion isrecorded as aseismogram – agraphical illustration ofseismic wavesGround motion isrecorded as aseismogram – agraphical illustration ofseismic waves
TriangulationTriangulation
Seismologists use method calledtriangulation to locate an earthquakesepicenter.Seismologists use method calledtriangulation to locate an earthquakesepicenter.
This method uses the speeds and travel timesof seismic waves to determine the distance tothe earthquake epicenter from at least (liketriangle) different seismomentersThis method uses the speeds and travel timesof seismic waves to determine the distance tothe earthquake epicenter from at least (liketriangle) different seismomenters
Triangulation: Step 1Triangulation: Step 1
1)Find the arrival timedifference1)Find the arrival timedifference
 determine the numberof seconds betweenthe arrival of the first P-wave and the first S-wave on theseismogram. determine the numberof seconds betweenthe arrival of the first P-wave and the first S-wave on theseismogram.
This time difference iscalled lag time.This time difference iscalled lag time.
Subtract the two times!Subtract the two times!
Triangulation: Step 2Triangulation: Step 2
2)   Find the distance to theepicenter2)   Find the distance to theepicenter
Use graph showingthe P-wave and S-wavelag time plotted againstdistance.Use graph showingthe P-wave and S-wavelag time plotted againstdistance.
Look at the y-axis andlocate line thatintersects with lag timeyou calculated.Look at the y-axis andlocate line thatintersects with lag timeyou calculated.
Red the correspondingdistance from theepicenter on the x-axisRed the correspondingdistance from theepicenter on the x-axis
https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/236x/b7/78/35/b7783554a0d60e9de1aa7fb18611416c.jpg
Triangulation: Step 3Triangulation: Step 3
3)Plot the distance on map3)Plot the distance on map
Quick QuestionsQuick Questions
How do scientistslearn about Earth’sinteriorHow do scientistslearn about Earth’sinterior
By using theproperties of seismicwaves to mapEarth’s interiorBy using theproperties of seismicwaves to mapEarth’s interior
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/1/1b/Earth_layers_NASA.png
Quick QuestionsQuick Questions
How did scientists discover that Earth’s outercore is liquid?How did scientists discover that Earth’s outercore is liquid?
Because S-waves cannot travel through theouter coreBecause S-waves cannot travel through theouter core
Quick QuestionsQuick Questions
Whathappens to P-waves and S-waves at adepth of2,500 km?Whathappens to P-waves and S-waves at adepth of2,500 km?
S-wavedsstop becauseit is the liquidouter core. P-wavesdecrease inspeedS-wavedsstop becauseit is the liquidouter core. P-wavesdecrease inspeed
Quick QuestionsQuick Questions
What is the difference between aseismometer and seismogram?What is the difference between aseismometer and seismogram?
seismometer is an instrument thatmeasures ground motion. seismograph is agraphical illustration of earthquake wavesseismometer is an instrument thatmeasures ground motion. seismograph is agraphical illustration of earthquake waves
ScalesScales
Richter ScaleRichter Scale
Moment Magnitude ScaleMoment Magnitude Scale
Modified Mercalli ScaleModified Mercalli Scale
Determining EarthquakeMagnitudeDetermining EarthquakeMagnitude
The Richter Magnitude Scale uses the amountof ground motion at given distance from anearthquake to determine the magnitude.The Richter Magnitude Scale uses the amountof ground motion at given distance from anearthquake to determine the magnitude.
This is used when reporting to the publicThis is used when reporting to the public
It begins at zero, but there is no upper limit.It begins at zero, but there is no upper limit.
Each increase of unit represents 10 times theamount of ground motion recordedEach increase of unit represents 10 times theamount of ground motion recorded
Richter Scale ExampleRichter Scale Example
magnitude earthquake produces 10 timesgreater shaking than magnitude 7earthquake and 100 times greater than amagnitude 6.magnitude earthquake produces 10 timesgreater shaking than magnitude 7earthquake and 100 times greater than amagnitude 6.
Moment of Magnitude ScaleMoment of Magnitude Scale
different scale used to measure the totalamount of energy released by the earthquake.different scale used to measure the totalamount of energy released by the earthquake.
The units are exponentialThe units are exponential
For each increase of one unit on the scale, theearthquake releases 21.5 times more energy.For each increase of one unit on the scale, theearthquake releases 21.5 times more energy.
Moment of Magnitude ScaleExampleMoment of Magnitude ScaleExample
magnitude earthquake releases more than992 times the amount of energy than that of amagnitude 6.magnitude earthquake releases more than992 times the amount of energy than that of amagnitude 6.
The Modified Mercalli ScaleThe Modified Mercalli Scale
Measures earthquake intensity based ondescriptions of the earthquake’s effects onpeople and structures.Measures earthquake intensity based ondescriptions of the earthquake’s effects onpeople and structures.
Ranges from – XIIRanges from – XII
 (barely noticeable to everything is destroyed) (barely noticeable to everything is destroyed)
Places covered in loose sediment will experience agreater intensity of shaking than places on solidbedrock.Places covered in loose sediment will experience agreater intensity of shaking than places on solidbedrock.
Screenshot (408).png
Earthquake RiskEarthquake Risk
Most earthquakes occur near __________________Most earthquakes occur near __________________
Plate Boundaries
The ______________ plate boundary in Californiaand ________________ plate boundaries inOregon, Washington, and Alaska have the highestearthquake risks in the U.S.The ______________ plate boundary in Californiaand ________________ plate boundaries inOregon, Washington, and Alaska have the highestearthquake risks in the U.S.
Transform
Convergent
Earthquake Risk U.S.Earthquake Risk U.S.
TsunamiTsunami
https://www.youtube.com/watch?v=3xKMFzKOIfQ