Vroegtijdig alarmeringssysteem voor aardbevingen kan in Zuid-Europa levens redden

Zuidoost-Europa is de meest seismisch actieve regio van het continent, waarbij Griekenland, Italië en Turkije vaak de meest frequente en de krachtigste aardbevingen meemaken. Griekenland en Italië beschikken momenteel niet over operationele, door de overheid gesteunde waarschuwingssystemen voor het hele land of een hele regio. Met name Midden-Italië krijgt geregeld te maken met aardbevingen. De meest recente aardbeving in augustus 2016 kostte bijna 300 mensen het leven.

Een waarschuwingssysteem dat vroegtijdig waarschuwt voor aardbevingen kan levens redden, zo stellen onderzoekers van University College London en het European Centre for Training and Research in Earthquake Engineering (EUCENTRE), in een artikel dat zij publiceerden in Nature Communications. Het gaat daarbij om een systeem zoals die wordt gebruikt in landen als de VS en Japan. Daardoor kan op verschillende plekken in Europa tot meer dan 10 seconden voor een beving een waarschuwing worden gegeven, aldus een persbericht van de Londense universiteit UCL.

‘Drop, cover and hold on’

Een systeem voor vroegtijdige waarschuwing voor aardbevingen bestaat uit sensornetwerken en mathematische modellen om aardbevingen in real time op te sporen. De getroffen gebieden krijgen een waarschuwing net voordat de schokken hen bereiken. Al gaat het maar om een paar seconden, toch kan dat net voldoende zijn om schade, ongevallen en dodelijke slachtoffers te beperken.

Zo kunnen mensen zich beschermen door middel van algemeen aanbevolen “drop, cover and hold on”-acties. Het biedt verder de kans nog snel een gevaarlijk gebouw verlaten of juist in een gebouw een veiliger plek op te zoeken.

“Een waarschuwingssysteem voor het hele land zou mensen een paar kostbare seconden geven om de potentieel schadelijke gevolgen van aardbevingen te beperken”, aldus hoofdauteur Gemma Cremen (UCL Civil, Environmental & Geomatic Engineering).

Deze waarschuwingstijd kan vele soorten geautomatiseerde acties mogelijk maken. Zoals het stoppen van liften op de dichtstbijzijnde verdieping en het openen van de deuren; het vertragen van hogesnelheidstreinen om ongelukken en ontsporingen te voorkomen; het op rood zetten van verkeerslichten en voorkomen dat auto’s onveilige structuren zoals bruggen en tunnels binnenrijden en het afsluiten van gaspijpleidingen om brandgevaar te minimaliseren.”

Lage-amplitudebevingen

De auteurs analyseerden gegevens van 2377 reeds geplaatste sensorstations. Daarbij keken ze naar de locatie en de tijd tussen de eerste, snel verlopende bevingen met een lage sterkte, en de grote golven die schade en letsel veroorzaken. Op basis hiervan berekenden zij de hoeveelheid waarschuwingstijd die op elke locatie mogelijk is, het verwachte bevingsniveau en het aantal mensen dat door de aardbeving zou worden getroffen. Deze informatie, samen met een schatting van de nauwkeurigheid van de waarschuwing, leidde tot een nieuwe indicator voor het potentiële nut van vroegtijdige waarschuwing voor aardbevingen in heel Europa.

Voor de invoering van een grootschalig systeem voor vroegtijdige alarmering voor aardbevingen moeten de reeds bestaande sensorstations in Italië en Griekenland worden gemoderniseerd. Alleen zo kunnen ze relevante informatie doeltreffend en snel doorgeven. Die wordt dan gebruikt om de kracht van de aardbeving, het epicentrum en de hoeveelheid schokken die zij in een bepaald gebied zal veroorzaken, te voorspellen. Deze voorspellingen worden gedaan op basis van de eerste, snelle golven die doorkomen.

“Het belangrijkste onderdeel van een systeem voor vroegtijdige alarmering voor aardbevingen is een dicht netwerk van sensoren met een snelle en robuuste communicatie-infrastructuur. Dankzij de technologische vooruitgang is het nu mogelijk om veel goedkope seismische sensoren te installeren en bestaande sensoren goedkoop te upgraden, waardoor vroegtijdige waarschuwingssystemen een zeer nuttige maatregel voor risicobeperking worden die economisch haalbaar is”, aldus co-auteur Elisa Zuccolo (EUCENTRE). Een dergelijk systeem zou ook een bepaalde drempel vereisen, gebaseerd op het voorspelde trillingsniveau, waarboven een waarschuwing wordt gegeven. Dit zou onnodige paniek en economisch verlies voorkomen wanneer het trillingsniveau minimaal is en geen schade veroorzaakt.

Vals alarm

“Een vroegtijdig waarschuwingssysteem voor aardbevingen brengt altijd enige onzekerheid met zich mee als gevolg van het real-time proces dat wordt gebruikt om de aardbevingskenmerken te schatten”, aldus co-auteur Carmine Galasso. Sommige toepassingen kunnen bij vals alarm tot aanzienlijke economische verliezen leiden, waardoor uiteindelijk gemeenschappen worden getroffen.

“Er is een complexe afweging tussen de potentiële kosten van valse (en gemiste alarmen) en de beschikbare waarschuwingstijd. Voorspellingen zullen verbeteren naarmate het seismische netwerk meer gegevens over de aan de gang zijnde aardbeving verzamelt. Maar de tijd tot de beving op de doellocatie zal afnemen. Deze korte waarschuwingstijd betekent dat geautomatiseerde beslissingen en mitigatiemaatregelen over het algemeen de voorkeur genieten.”

Systemen voor vroegtijdige waarschuwing voor aardbevingen alleen zijn niet voldoende om de schade tot een minimum te beperken. Bouwvoorschriften voor bruggen, spoorwegen en andere infrastructuur moeten clausules over aardbevingsbestendigheid bevatten. Het succes van een systeem hangt ook af van de mate waarin mensen weten wat ze moeten doen als ze een waarschuwing krijgen.

(Foto’s: Schade direct na de aardbeving in Amatrice (2016) en wederopbouwwerkzaamheden op dezelfde plek in 2020)

Ook interessant: dieren kunnen een aardbeving voelen aankomen