We weten waar de volgende grote aardbevingen zullen plaatsvinden – maar niet wanneer
Indignatie redactie
12 min. lezen
Bij een enorme aardbeving in Marokko kwamen meer dan duizend mensen om het leven. Hier zijn acht dingen die u moet weten over deze seismische gebeurtenissen.
Een krachtige aardbeving met een kracht van 6,8 heeft Marokko vrijdagnacht opgeschud, de grootste aardbeving die het land in minstens 120 jaar heeft getroffen. Ambtenaren melden dat meer dan 2.000 mensen zijn omgekomen en verwachten dat het dodental zal stijgen naarmate reddingswerkers afgelegen getroffen gebieden bereiken.
Dergelijke sterke aardbevingen zijn zeldzaam in Noord-Afrika, wat betekent dat er maar weinig constructies zijn ontworpen om ze te weerstaan en dat bewoners weinig ervaring hebben met het reageren als er een aardbeving plaatsvindt.
Maar aardbevingen kunnen nog steeds dodelijk zijn in gebieden die gevoelig zijn voor aardbevingen. In februari raasde er maandagochtend vroeg een enorme aardbeving met een kracht van 7,8 over Turkije en Syrië . Een paar uur later trof een nieuwe aardbeving met een kracht van 7,7 de regio. Bij de aardbevingen kwamen ruim 50.000 mensen om het leven en vielen ruim 6.600 gebouwen in de regio omver .
Twee grote breuklijnen doorkruisen Turkije en veroorzaken regelmatig schokken. Grotere aardbevingen komen minder vaak voor, maar komen nog steeds regelmatig voor. Afgelopen november werd Turkije getroffen door een aardbeving met een kracht van 5,9 . Een aardbeving met een kracht van 7,0 deed in 2020 de Egeïsche Zee tussen Turkije en Griekenland opschudden.
Hoewel wetenschappers hun inzicht in waar aardbevingen waarschijnlijk zullen plaatsvinden drastisch hebben verbeterd, is het nog steeds onpraktisch om te voorspellen wanneer er een zal plaatsvinden. De rommelende aarde kan mensen gemakkelijk overrompelen, wat de daaropvolgende dood en vernietiging verergert.
In het licht van de recente rampen volgt hier een opfrisser over aardbevingen, samen met enkele van de nieuwste wetenschappelijke inzichten over het meten en voorspellen ervan.
1) Wat veroorzaakt aardbevingen
Een aardbeving ontstaat wanneer enorme blokken van de aardkorst plotseling langs elkaar heen bewegen . Deze blokken, tektonische platen genoemd, liggen bovenop de aardmantel, een laag die zich gedurende miljoenen jaren gedraagt als een zeer langzaam bewegende vloeistof .
Dat betekent dat tektonische platen elkaar in de loop van de tijd verdringen. Ze kunnen ook over elkaar heen glijden, een fenomeen dat subductie wordt genoemd. De plaatsen op de planeet waar de ene plaat de andere ontmoet, zijn het meest vatbaar voor aardbevingen. De specifieke oppervlakken waar pakketjes aarde langs elkaar heen glijden, worden breuken genoemd. Terwijl platen bewegen, bouwt zich druk op over hun grenzen, terwijl wrijving ze op hun plaats houdt. Wanneer de eerste de laatste overweldigt, schudt de aarde terwijl de opgekropte energie verdwijnt.
Wetenschappers begrijpen dit soort aardbevingen goed, waaronder de aardbevingen die voortvloeien uit de San Andreas-breuk in Californië en de Oost-Anatolische breuk in Turkije. Aardbevingen kunnen echter ook voorkomen binnen tektonische platen, omdat druk langs de randen vervormingen in het midden veroorzaakt. Deze risico’s zijn moeilijker te detecteren en te meten.
“Ons begrip van deze aardbevingen binnen de plaat is niet zo goed”, zegt Greg Beroza, hoogleraar geofysica aan de Stanford University. Een aardbeving binnen een tektonische plaat heeft minder veelbetekenende tekenen dan die welke voorkomen bij breuklijnen, voegde hij eraan toe.
2) De schaal van Richter is niet meer het enige meetspel in de stad
De schaal van Richter, ontwikkeld door Charles Richter in 1935 om aardbevingen in Zuid-Californië te meten, is uit de mode geraakt.
Er wordt gebruik gemaakt van een logaritmische schaal, in plaats van een lineaire schaal, om rekening te houden met het feit dat er zo’n groot verschil bestaat tussen de kleinste trillingen en de torenhoge trillingen. Op een logaritmische schaal is een aardbeving met een kracht van 7 tien keer intenser dan een aardbeving met een kracht van 6 en 100 keer intenser dan een aardbeving met een kracht van 5.
De schaal van Richter meet feitelijk de piekamplitude van seismische golven, waardoor het een indirecte schatting is van de aardbeving zelf. Dus als een aardbeving lijkt op een steen die in een vijver valt, meet de schaal van Richter de hoogte van de grootste golf, niet de grootte van de rots of de omvang van de rimpelingen.
En in het geval van een aardbeving reizen de rimpelingen niet door een homogeen medium zoals water, maar door vast gesteente dat in verschillende vormen, maten, dichtheden en arrangementen voorkomt. Massief gesteente ondersteunt ook meerdere soorten golven. (Sommige geologische structuren kunnen grote aardbevingen dempen, terwijl andere kleinere trillingen kunnen versterken.)
Hoewel de schaal van Richter, gekalibreerd op Zuid-Californië, nuttig was om aardbevingen in die tijd te vergelijken, geeft deze een onvolledig beeld van de risico’s en verliest hij de nauwkeurigheid bij sterkere gebeurtenissen. Het mist ook enkele nuances van andere regio’s die gevoelig zijn voor aardbevingen in de wereld, en het is niet zo nuttig voor mensen die structuren proberen te bouwen om ze te weerstaan.
“We kunnen dat niet gebruiken in onze ontwerpberekeningen”, zegt Steven McCabe, leider van de aardbevingstechniekgroep van het National Institute of Standards and Technology. “Wij handelen in verplaatsingen.”
Verplaatsing, of hoeveel de grond daadwerkelijk beweegt, is een alternatieve manier om aardbevingen te beschrijven. Een andere is de momentmagnitudeschaal. Het houdt rekening met meerdere soorten seismische golven, waarbij gebruik wordt gemaakt van nauwkeurigere instrumenten en betere computers om een betrouwbare meetlat te bieden voor het vergelijken van seismische gebeurtenissen.
Wanneer je in het nieuws hoort over de omvang van een aardbeving – zoals de recente Turkse aardbeving met een kracht van 7,8 – is de momentgrootte meestal de schaal die wordt gebruikt.
Maar dit is nog steeds een indicatie voor de omvang van de aardbeving. En met alleen indirecte metingen kan het wel een jaar duren om de omvang van een gebeurtenis, zoals de aardbeving in de Indische Oceaan in 2004, te ontcijferen, zegt Marine Denolle, een aardbevingsonderzoeker aan de Harvard University.
“We geven er de voorkeur aan om maximale grondversnelling te gebruiken”, zei ze. Dit is een maatstaf die meet hoe de snelheid en richting van de grond verandert en die voor ingenieurs het nuttigst is gebleken.
Dus ja, aardbevingsschalen zijn in de loop van de tijd een stuk ingewikkelder en specifieker geworden. Maar dat heeft wetenschappers en ingenieurs ook geholpen om veel nauwkeurigere metingen te doen, wat een groot verschil maakt bij de planning ervan.
3) We kunnen er niet zo goed op anticiperen
Het voorspellen van aardbevingen is een gevoelig onderwerp voor wetenschappers, deels omdat het lange tijd een spel is geweest van oplichters en pseudowetenschappers die beweren aardbevingen te kunnen voorspellen. (Hun verklaringen zijn uiteraard onder de loep genomen .)
Wetenschappers hebben een goed idee van waar aardbevingen kunnen plaatsvinden. Met behulp van historische gegevens en geologische metingen kunnen ze potentiële seismische hotspots en de soorten trillingen waarmee ze worden geconfronteerd in kaart brengen. (Je kunt de interactieve kaart met breuklijnen van de US Geological Survey en de interactieve kaart van seismische gebeurtenissen van NOAA bekijken .)
Wat betreft wanneer aardbevingen zullen plaatsvinden, dat is nog steeds duister.
“Veel seismologen hebben tientallen jaren aan dit probleem gewerkt. We voorspellen geen aardbevingen op de korte termijn”, aldus Beroza. “Dat vereist dat we allerlei soorten informatie kennen die we niet hebben.”
Het is moeilijk om erachter te komen wanneer een aardbeving zal plaatsvinden, omdat de krachten die deze veroorzaken langzaam over een uitgestrekt gebied plaatsvinden, maar zich snel over een smal gebied verspreiden. Het verbazingwekkende is dat krachten die gedurende miljoenen jaren over de continenten heen zijn opgebouwd, steden binnen enkele minuten kunnen verwoesten.
Voor het voorspellen van aardbevingen zijn metingen met hoge resolutie diep onder de grond nodig in de loop van tientallen jaren, zo niet langer, in combinatie met geavanceerde simulaties. En zelfs dan is het onwaarschijnlijk dat het een uur aan doorlooptijd oplevert. Er zijn dus uiteindelijk te veel variabelen die een rol spelen en te weinig tools om ze op een zinvolle manier te analyseren.
Sommige onderzoeken tonen aan dat voorschokken aan een grotere aardbeving kunnen voorafgaan, maar het is moeilijk om ze te onderscheiden van de honderden kleinere aardbevingen die regelmatig voorkomen.
Op kortere tijdschalen kunnen teksten en tweets zelfs vóór seismische golven racen. Bij de Tohoku-aardbeving in Japan in 2011 bereikten waarschuwingen uit de buurt van het epicentrum bijvoorbeeld Tokio op 372 kilometer afstand, waardoor de bewoners ongeveer een minuut waarschuwingstijd kregen.
Veel landen zijn nu waarschuwingssystemen aan het opzetten om moderne elektronische communicatie te benutten om trillingen te detecteren en waarschuwingen te verzenden voordat de grond begint te trillen, waardoor ze een paar kostbare minuten kopen om onderdak te zoeken.
Ondertussen worden de getroffen regio na een grote aardbeving vaak door naschokken opgeschud. ‘Als we net een grote hadden, weten we dat er binnenkort kleinere zullen zijn’, zei Denolle.
Als het om voorspellingen gaat, willen onderzoekers er begrijpelijkerwijs voor zorgen dat ze niet te veel beloven en te weinig presteren, vooral wanneer duizenden levens en miljarden dollars aan schade op het spel staan. Maar zelfs deze voorzichtigheid heeft gevolgen gehad.
In 2012 werden zes Italiaanse wetenschappers veroordeeld tot zes jaar gevangenisstraf omdat ze nauwkeurig hadden gezegd dat de risico’s van een grote aardbeving in de stad L’Aquila laag waren nadat een kleine cluster van aardbevingen de regio in 2009 trof. Zes dagen nadat de wetenschappers bijeenkwamen om Om het risico te beoordelen, trof een grote aardbeving 309 mensen en doodde hen. Die veroordelingen werden later ongedaan gemaakt en de beproeving is een voorbeeld geworden van de manier waarop wetenschappers onzekerheid en risico’s aan het publiek overbrengen.
4) Sorry, uw huisdieren kunnen ook geen aardbevingen voorspellen
Berichten over dieren die zich vreemd gedroegen voorafgaand aan aardbevingen dateren uit het oude Griekenland. Maar een bruikbaar patroon blijft ongrijpbaar. Elke keer dat er een aardbeving plaatsvindt en er een schattig dier te fotograferen valt, duiken er gevederde en harige voorspellers op, maar dit fenomeen is grotendeels een bevestiging . Dieren doen (volgens onze normen) de hele tijd rare dingen en we hechten er geen enkele betekenis aan totdat er een aardbeving plaatsvindt.
“Elke dag zullen er honderden huisdieren zijn die dingen doen die ze nog nooit eerder hebben gedaan en die ze daarna nooit meer hebben gedaan,” zei Beroza. Kort gezegd: wacht niet tot vreemd gedrag van dieren aangeeft dat er een aardbeving op komst is.
5) Sommige aardbevingen zijn beslist door de mens veroorzaakt
De gigantische uitbreiding van hydrofracturering in de Verenigde Staten heeft een aardbevingsepidemie met zich meegebracht. Het is niet het feitelijk breken van schaliegesteente dat tot trillingen leidt, maar de injectie van miljoenen liters afvalwater onder de grond.
Wetenschappers zeggen dat het geïnjecteerde water het gemakkelijker maakt voor rotsen om langs elkaar te glijden. “Als je vloeistof injecteert, smeer je fouten”, zei Denolle.
De US Geological Survey noemt deze “geïnduceerde aardbevingen” en rapporteerde dat het aantal aardbevingen in Oklahoma steeg tot 2.500 in 2014, 4.000 in 2015 en 2.500 in 2016.
“De daling in 2016 kan gedeeltelijk te wijten zijn aan injectiebeperkingen die zijn opgelegd door de staatsfunctionarissen”, schreef de USGS in een persbericht . “Van de aardbevingen vorig jaar waren er 21 groter dan magnitude 4,0 en drie waren groter dan magnitude 5,0.”
Dit is een stijging ten opzichte van het gemiddelde van twee aardbevingen per jaar met een kracht van 2,7 of groter tussen 1980 en 2000. (“Natuurlijke” aardbevingen komen daarentegen niet vaker voor, aldus Beroza.)
Mensen veroorzaken ook op een andere manier aardbevingen: er is ook aangetoond dat het snel onttrekken van water uit ondergrondse reservoirs aardbevingen veroorzaakt in steden als Jakarta, zei Denolle.
6) Klimaatverandering kan een klein effect hebben op aardbevingen
Over het algemeen hebben wetenschappers geen enkel effect op aardbevingen als gevolg van klimaatverandering gemeten. Maar ze sluiten de mogelijkheid niet uit.
Naarmate de gemiddelde temperatuur stijgt, smelten enorme ijskappen, waardoor miljarden tonnen water van blootgesteld land naar de oceaan verschuiven en landmassa’s zich kunnen herstellen. Dat het mondiale herstel van het evenwicht seismische gevolgen zou kunnen hebben , maar er zijn nog geen signalen naar voren gekomen.
“Wat er zou kunnen gebeuren, is dat er genoeg ijs smelt dat de korst zou kunnen ontladen,” zei Beroza, maar voegde eraan toe dat er geen bewijs voor is, noch voor welke delen van de wereld een signaal zullen onthullen. Denolle was het ermee eens dat dit een mechanisme zou kunnen zijn, maar als de klimaatverandering enige impact heeft op aardbevingen, vermoedt ze dat deze zeer klein zal zijn.
7) We zijn beter geworden in het verminderen van aardbevingsrisico’s en het redden van levens
Ongeveer 90 procent van de aardbevingen in de wereld vindt plaats in de Ring van Vuur, het gebied rond de Stille Oceaan dat door plaatsen als de Filippijnen, Japan, Alaska, Californië, Mexico en Chili loopt. De ring is ook de thuisbasis van driekwart van alle actieve vulkanen.
Mexico is een bijzonder interessante casestudy. Het land ligt bovenop drie tektonische platen, waardoor het seismisch actief is. In 1985 trof een aardbeving de hoofdstad, waarbij meer dan 10.000 mensen om het leven kwamen . Denolle merkte op dat de geologie van de regio ervoor zorgt dat trillingen uit nabijgelegen gebieden naar Mexico-Stad worden geleid, waardoor elke seismische activiteit een bedreiging wordt.
De Mexicaanse hoofdstad is gebouwd op de plek van de oude Azteekse stad Tenochtitlan, een eiland midden in een meer. De droge bodem van het meer, die nu de basis vormt van de moderne metropool, versterkt het trillen als gevolg van aardbevingen.
De aardbeving van 1985 vond zijn oorsprong dichter bij het oppervlak, en de seismische golven die deze veroorzaakten hadden een relatief lange tijd tussen pieken en dalen. Deze laagfrequente trillingen zorgen ervoor dat wolkenkrabbers gaan zwaaien, aldus Denolle. “De recente aardbevingen waren dieper, dus hadden ze een hogere frequentie”, zei ze.
De grootste factor bij het voorkomen van sterfgevallen als gevolg van aardbevingen zijn bouwvoorschriften. Het ontwerpen van gebouwen die met de aarde meebewegen en toch blijven staan, kan duizenden levens redden, maar het in de praktijk brengen ervan kan duur zijn en wordt vaak een politieke kwestie.
“Uiteindelijk moet die informatie worden geïmplementeerd, en dat kun je vrijwel in de nieuwbouw implementeren”, zei McCabe. “Het lastiger probleem zijn de bestaande gebouwen en de oudere voorraad.”
Landen die gevoelig zijn voor aardbevingen weten dit heel goed: Japan is agressief geweest in het regelmatig bijwerken van zijn bouwvoorschriften om aardbevingen te weerstaan. De herziene normen hebben de bouwhausse in Japan gedeeltelijk aangewakkerd, ondanks de afnemende bevolking.
Mexico heeft ook de normen voor nieuwbouw verhoogd. Wetten die na de aardbeving van 1985 werden uitgevaardigd, verplichtten bouwers om rekening te houden met de zachte bodem van de bodem van de hoofdstad en een zekere mate van beweging te tolereren.
Ondertussen heeft Iran verschillende versies van zijn nationale bouwnormen voor aardbevingsbestendigheid doorgenomen. En Alaska ontwikkelt al jaren strategieën en responsplannen voor aardbevingsschade.
Maar codes worden niet altijd gehandhaafd , en de nieuwe regels zijn alleen van toepassing op nieuwe gebouwen. Een school die instortte tijdens een aardbeving in Mexico-Stad in 2017 was blijkbaar een ouder gebouw dat niet aardbevingsbestendig was. En omdat de recentere aardbevingen in Mexico de grond op een andere manier deden schudden, stortten zelfs enkele gebouwen die de aardbeving van 1985 overleefden in na de aardbevingen in 2017.
In landen als Iran gaapt er een grote kloof tussen de manier waarop gebouwen in steden worden gebouwd en die op het platteland. Meer dan een kwart van de bevolking van het land woont op het platteland , waar huizen worden gebouwd met behulp van traditionele materialen zoals modderbakstenen en natuursteen in plaats van gewapend beton en staal. Dit is een belangrijke reden waarom er zo veel slachtoffers vallen als aardbevingen afgelegen delen van het land treffen.
De grootste risico’s treffen landen die sinds mensenheugenis geen grote aardbeving hebben meegemaakt en zich daar daarom niet op hebben voorbereid, of niet over de middelen beschikken om dat te doen. Het ontbreken van een uniforme bouwvoorschriften leidde tot veel van de ruim 150.000 doden in Haïti als gevolg van de aardbeving met een kracht van 7,0 in 2010.
8) De grote komt echt (ooit) naar de Verenigde Staten
De echt grote waar je steeds over hoort, is echt.
The New Yorker won in 2015 een Pulitzer Prize voor zijn berichtgeving over het potentieel voor een enorme aardbeving die de Pacific Northwest zou doen schudden – ‘de ergste natuurramp in de geschiedenis van Noord-Amerika’, die zeven miljoen mensen zou treffen en een regio zou bestrijken die 140.000 inwoners beslaat. vierkante mijl.
De potentiële aardbeving zou een magnitude tussen 8,7 en 9,2 kunnen bereiken, groter dan de grootste verwachte aardbeving van de San Andreas Fault, waarvan wetenschappers verwachten dat deze een kracht van 8,2 zal bereiken.
Er staan ook grote aardbevingen te wachten in Japan, Nieuw-Zeeland en andere delen van de Ring van Vuur. We weten niet wanneer deze aardbevingen ons zullen doen schudden; we hebben slechts een ruwe schatting van de gemiddelde tijd ertussen, die van regio tot regio verandert.
“In de branche praten we al tientallen jaren over dat [Pacific Northwest]-scenario”, zei Beroza. “Ik zou niet zeggen dat we te laat zijn, maar het kan elk moment gebeuren.”
‘Het is een bedreiging,’ herhaalde Denolle. “We vergeten deze dreiging omdat we daar al een tijdje geen aardbeving meer hebben gehad.” ‘Een tijdje’ betekent meer dan 300 jaar.
Dus terwijl Californië zich al lange tijd voorbereidt op grote aardbevingen met bouwvoorschriften en rampenplanning, kan de Pacific Northwest misschien overrompeld worden, hoewel de auteur van het New Yorker-stuk, Kathryn Schulz, behulpzaam een gids ter voorbereiding heeft verstrekt .
