“Niet ver”, is het weinig opbeurende antwoord van Läslo Evers op de vraag hoever de wetenschap is met het kunnen voorspellen van aardbevingen. Evers is hoofd van de onderzoeksafdeling seismologie en akoestiek bij het KNMI en hoogleraar seismo-akoestiek aan de TU Delft. “Niemand kan precies voorspellen waar en wanneer een aardbeving gaat plaatsvinden”, zo vertelt hij.
Zo’n voorspelling is ingewikkeld, omdat er heel veel informatie nodig is. Bovendien is elke breuklijn anders. “Dan heb je het over vragen als: hoe makkelijk of hoe moeilijk worden spanningen ontladen langs zo’n breukvlak? Wat zijn die spanningen dan in de ondergrond? Wanneer overschrijden ze een grenswaarde? Je zou een model willen bouwen dat dat allemaal in zich heeft, maar dat is nagenoeg onmogelijk.”
Hoogleraar geofysica aan de TU Delft Kees Wapenaar is onderzoeksleider van het VIRTUAL SEIS-programma. Het programma ontwikkelt seismische technologieën om aardbevingsgevoelige gebieden beter te kunnen monitoren. Toch sluit ook hij zich aan bij collega Evers. “De metingen die wij gebruiken, gaan niet verder dan vier kilometer diep. Ze zijn voornamelijk gericht op het begrijpen van effecten van geïnduceerde seismiciteit, zoals in Groningen. Niet op het voorspellen ervan. Grotere aardbevingen zitten vaak dieper en beslaan een veel groter gebied. Ook die kun je niet exact voorspellen.”
Anatolië zit klem
De aardbeving van afgelopen maandag veroorzaakt een grote humanitaire ramp in Turkije en Syrië. Het dodental is inmiddels de negentienduizend gepasseerd en Erdogan riep voor de aankomende drie maanden de noodtoestand uit.
De beving in Turkije was vrij ondiep – het hypocentrum lag op achttien kilometer – en had grote gevolgen in het epicentrum; de locatie waar de beving het aardoppervlak bereikt. Turkije ligt op een relatief kleine plaat – de Anatolische plaat – tussen drie grote aardplaten in: de Arabische, Afrikaanse én de Euraziatische plaat. Maandagnacht verschoof de kleine, Turkse laatste plaat binnen een minuut zeker een paar meter ten opzichte van de grote Arabische plaat. Dat veroorzaakte een aardbeving van 7,8 op de schaal van Richter.
Evers: “Een zijschuiving noemen we dat. De aarde is dus een paar meter verschoven langs het breukvlak, maar dat breukvlak zelf is honderden kilometers lang.”
Naschokken en samenstelling van de ondergrond
De aardbeving zorgt voor hevige naschokken. Op maandag werd er een naschok gemeten van 6,9 op de schaal van Richter en een dag later, op dinsdag, van 5. De naschokken ontstaan omdat de aarde weer bezig is om terug in evenwicht te komen, aldus de hoogleraar. “Dat zijn opnieuw enorme klappen. Die naschokken zijn heel afhankelijk van het type aardbeving en het bronmechanisme van de beving. In dit geval zijn dat dus die twee stukken aardkorst die langs elkaar schuiven.”
Ook de samenstelling van de ondergrond is een belangrijke factor voor het effect van een aardbeving, legt Evers uit. “Als de ondergrond nabij het aardoppervlak uit een slap sediment bestaat, zoals klei of veen, zijn de effecten heel groot. Het seismische signaal komt dan minder weerstand tegen.”
Aardbevingsbestendig bouwen
Een logische vervolgvraag is volgens Evers wat we precies zouden hebben aan een voorspelling. We weten immers vanuit de geschiedenis al heel lang wat voor bevingen waar optreden en welke effecten ze hebben. “Begrijp me niet verkeerd, de ramp die zich voltrekt in Turkije en Syrië is verschrikkelijk. Maar dat deze beving optreedt in deze regio, is goed te verklaren.”
Het is volgens de hoogleraar dan ook van belang om te kijken hoe een regio zich kan weren tegen een beving. Daar bestaan internationale bouwcodes voor. In Europa hebben we bijvoorbeeld de seismische bouwcode ‘Eurocode 8’ en Japan heeft de ‘Buidling Standard Law’.
Turkije ligt op geologische breuklijnen en het is niet de eerste keer dat het land getroffen wordt door zo’n zware aardbeving. Ook in 1999 kwamen bij een aardbeving in het noordwesten van Turkije zo’n zeventienduizend mensen om het leven. Na deze beving werden nieuwe regels ingesteld. Alle nieuwbouw moet aan aardbevingsbestendige maatregelen voldoen, zoals bouwen met gewapend beton. Veel gebouwen die afgelopen week instortten, komen uit de jaren tachtig en negentig en voldoen niet aan deze criteria.
Seismologische isolatie
Nog beter dan bouwen met gewapend beton is seismologische isolatie. Ishan Bal, voormalig hoogleraar aan de Technische Universiteit van Istanbul, legt in dit artikel van de Volkskrant uit hoe dat werkt. Een gebouw wordt dan op een dubbele fundering gebouwd. Tussen die fundering bewegen ballen heen en weer, waardoor het gebouw losstaat van de trillende aarde. De luchthaven van Istanbul, zeven ziekenhuizen in het zuiden van Turkije, maar ook nieuwe woningen in Groningen, zijn met deze techniek gebouwd.
VirtualSeis
Al zijn we nog ver verwijderd van het kunnen voorspellen van aardbevingen, er wordt wel veel onderzoek gedaan naar het voorspellen van effecten die een aardbeving teweegbrengt. Zo leverde het VirtualSeis-programma van Wapenaar veelbelovende resultaten op. Door middel van virtuele aardbevingsbronnen samen te stellen op basis van data uit metingen in het veld kan de groep inmiddels nauwkeurig nabootsen welke effecten een geïnduceerde aardbeving kan hebben.
“We hebben veel nieuwe theorie gevormd en daarmee onze software verder ontwikkeld. Onze virtuele bronnen worden steeds nauwkeuriger. Verder werkt collega Guy Drijkoningen aan een nieuwe methode waarbij we in plaats van geofoons glasvezel gebruiken om metingen te doen. Het grote voordeel daarvan is dat je continu kunt meten over de hele lengte van de glasvezel, in plaats van één geofoon op iedere twintig meter.”
VirtualSeis is gelinkt aan het grotere onderzoeksprogramma DeepNL van NWO. Het doel van dit programma is om kennis van de dynamiek van de ondergrond te verbreden. Zo wordt er bijvoorbeeld door Auke Barnhoorn (TU Delft) gekeken naar het nabootsen van geïnduceerde aardbevingen op schaal in een laboratorium. “Om toch te kijken hoe we met metingen in de buurt kunnen komen bij voorspellingen”, besluit Wapenaar. De eerste resultaten van het onderzoek zijn bemoedigend, maar werken vooralsnog alleen op laboratorium schaal.
