19. Juni 2012, 06:00

1 April 1946 is in het collectieve geheugen van de Hawaiianen gebijteld als "the day of the Great Tsunami", of eerder van de allesverwoestende "Tidal Wave". Onaangekondigd, vanuit het niets sloeg het noodlot die ochtend toe. Vooral in Laupahoehoe kan je je een beetje de tragiek van die ochtend voorstellen. Het is een idyllische plaatsje langsheen de noordoostkust van de 'Big Island', het enige vlakke stukje land langsheen deze steile rotskusten. Maar dit bleek uiteindelijk ook de val te zijn voor leerlingen en leraars van de school die op dit schiereiland gevestigd was. Het schiereiland werd die ochtend overspoeld. 20 leerlingen en 4 leraars lieten het leven. Een gedenksteen (zie foto) herinnert ons aan "those who lost their lives in the tidal wave". 

 

Maar ook de hoofdstad Hilo werd door een 8 meter hoge golf overspoeld (zie markering op palmboom op Coconut Island; zie foto). Downtown Hilo werd gewoon van de kaart geveegd. Uiteindelijk vielen er die dag 159 doden te betreuren en werd er voor meer dan 26 miljoen dollar (1946) schade veroorzaakt. Deze 'April Fools Day tsunami' was 5 uur vroeger ontstaan ten gevolge van de M8.1 Unimak aardbeving voor de kusten van de Aleoeteneilanden tussen Alaska en het Russische Kamchatkaschiereiland. Na het trauma van deze tsunamiramp werd er geïnvesteerd in het uitbouwen van een waarschuwingsysteem. Dit Seismic Sea Wave Warning System ontworpen door Charles K. Green werd operationeel in 1949. De volgende 15 jaar zou het systeem 4 keer 'getest' worden, toen tsunami's de Hawaiiaanse archipel troffen op 5 november 1952 (M9.0 Kamchatka aardbeving, Rusland), 9 maart 1957 (M8.6 Andreanof aardbeving, Alaska), 22 mei 1960 (M9.5 Valdivia aardbeving, Chili) en 28 maart 1964 (M9.2 Prince William Sound aardbeving, Alaska). In 1968 resulteerde deze successen in de oprichting van het Pacific Tsunami Warning Center (PTWC).

Al deze aardbevingen hebben iets gemeenschappelijk. Ze behoren tot de 'grote jongens' van de aardbevingen (M>8), de zogenaamde 'megathrust' aardbevingen die zich voordoen ter hoogte van subductiezones. En hierin ligt nu net de paradox van Hawaii! Je kan je bijna geen plaats in de wereld voorstellen die verder weg ligt van tektonische plaatgrenzen, maar toch zo onderhevig is aan wat er langsheen die plaatgrenzen gebeurt. En dit heeft alles te maken met de eigenschappen van de Pacifische Plaat. Deze tektonische plaat bestaat volledig uit oceanische korst; ze valt dan ook zo goed als samen met (het noordelijke) deel van de Stille Oceaan. Alle kustgebieden van de Stille Oceaan liggen nu ter hoogte van actieve plaatgrenzen, in het bijzonder subductiezones waar de Pacifische Plaat onder de diverse continenten verdwijnt. Iedereen kent dan ook de rand van de Stille Oceaan als de 'Ring of Fire'. Deze subductiezones zijn dan ook de bron van de 'megathrust' aardbevingen en bijhorende tsunami's, die zich over de Stille Oceaan met hoge snelheid verplaatsen. En wat ligt er middenin de Stille Oceaan ... inderdaad, de Hawaiiaanse archipel. Sinds het begin van de 19de eeuw zijn er dan ook al meer dan 100 tsunami's geregistreerd in Hawaii (dus ongeveer 2 per jaar!), waarvan er 16 lelijk thuishielden. Hilo is dan ook zonder twijfel de "hoofdstad van de tsunami"!

Ook de twee meest recente megathrust aardbevingen in de Stille Oceaan hebben hun sporen achtergelaten op Hawaii. 15 uur na de M8.8 Maule aardbeving (27 februari 2010) (zie ook 'Een 'seismisch gat' gedicht'). overspoelde een - opvallend kleine - tsunami laaggelegen kustzones op de Hawaiiaanse eilanden. Bijna 50.000 inwoners waren 5 uur voordien geëvacueerd. De M9.0 Tohoku aardbeving (11 maart 2011) (zie ook '3-11') veroorzaakte een tsunami (tot 2 meter hoog) die weerom de laaggelegen kustzones overspoelde en toch heel wat schade veroorzaakte, vooral in de omgeving van Kona (zie foto).

Hawaii is dan ook voorbereid op dit 'verre' gevaar. Overal langsheen de kusten van de eilanden vind je alarmsirenes (zie foto). Op de eerste maandag van de maand worden deze sirenes getest. Overal zijn de tusnami-evacuatiezones ook duidelijk aangeduid. In Hilo is men zelfs zover gegaan dat het deel van de stad langsheen de baai dat het gevoeligst is voor tsunami's omgezet is in een immens park.

En zeker de vermelding waard is een initiatief van vrijwilligers, het Pacific Tsunami Museum in downtown Hilo. Deze vrijwilligers hebben zich tot doel gesteld de herinnering aan de voorbije tsunamirampen levendig te houden, uiteindelijk om de gemeenschap bewust te houden van het tsunamirisico dat onvermijdelijk is op de Hawaiiaanse eilanden.Als je een trip plant aan het 'Big Island' zeker een bezoekje waard!

 

Op deze Palmboom op het Coconut Island in Hilo Bay staan markeringen van de hoogte van de vier zwaarste tsunami's die Hilo troffen in de 20ste eeuw. Van onder naar boven vind je de markering van de 1957 tsunami (2,4 m), de 1952 tsunami (3,6 m), de 1960 tsunami (4,6 m), en uiteindelijk de 'Great Tsunami' van 1 April 1946 (8 m).

In de tsunami-evacuatiezones vind je overal deze sirenes, die alarm slaan wanneer evacuatie nodig is in het geval een tsunami-alarm gegeven is (meestal enkele uren voor de voorziene aankomst). Op de eerste maandag van elke maand wordt om 11h45 het tsunami-alarm getest. Op maandag 1 mei 2012 konden we dit zelf meemaken in Hilo, net na ons bezoek aan het tsunamimuseum. Opvallend was dat de Hawaiianen duidelijk wisten wat er gaande was; andere toeristen daarentegen wisten niet wat er gaande was ...

Overal langs de kust van de Hawaiiaanse eilanden vind je deze signalisatie die je duidelijk maakt waar je de tsunami-evacuatiezone binnengaat en waar je ze weer verlaat. 

Langs de dijk van Kailua-Kona (het centrum van de Iron Man!) zijn ze nog altijd - meer dan een jaar na datum - druk bezig de schade die veroorzaakt is door de Tohoku tsunami van 11 maart 2011 te herstellen.

 

 

Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

15. Juni 2012, 07:30

Valavond bij de uitkijkpost aan de rand van de Kilaueacaldera. Meer en meer toeristen troepen hier samen. Waarom eigenlijk? Dat wordt pas duidelijk na zonsondergang. Voor ons, middenin de uitgestrekte vlakte van de Kilaueacaldera, ligt de Halema'uma'u krater. Uit deze krater stijgt een witte rookpluim op, die doet vermoeden wat er diep in deze krater gaande is. Als de duisternis valt, kleurt de basis van de witte rookkolom dieprood. De Oh's en Ah's zijn niet te tellen. Iedereen staat vol verwondering - in de vrieskou - te kijken naar dit stille spektakel, dat eigenlijk alleen maar te vermoeden is op basis van de gloed: diep in de krater borrelt gesmolten gesteente in een lavameer.

 

Maar ook ik - als geoloog - sta die avond daar in de vrieskou gefascineerd te kijken naar deze 'suggestieve' gloed. Spijtig genoeg is ook deze keer - zelfs op een van de actiefste vulkanen op Aarde - dit uitzichtspunt het dichtst dat ik bij de vulkanische activiteit ben geraakt.

100 jaar waarnemingen

Bij het begin van vorige eeuw geraakte ook de Amerikaanse geoloog Thomas Augustus Jaggar Jr. (1871-1953) gefascineerd door deze vulkaan. Na een bezoek aan Martinique vlak na de dramatische eruptie van Montagne Pelée in 1902, voelde hij zich geroepen om zich in zijn onderzoek volledig te wijden aan die "subterranean machinery totally unknown to geologists".  In 1912 - honderd jaar geleden - richtte hij een geofysische observatiepost op aan de rand van de Kilaueacaldera, het Hawaiian Volcano Observatory. Hij installeerde o.a. voor die tijd revolutionaire seismometers in zijn observatorium, naast tal van ander 'creatief' instrumentarium. In 1914 voorspelde hij hiermee voor het eerst op een wetenschappelijke manier een uitbarsting van Mauna Loa, toen 6 uur voor de uitbarsting de seismometers wild tekeer gingen. In 1933 doet hij er nog een schepje bovenop. Zijn seismometers registreerden een aardbeving in Japan. Op basis hiervan vaardigde hij een tsunamiwaarschuwing uit. De haven van Hilo werd ontruimd. De tsunami sloeg toe ... amper 10 minuten na het moment dat Jaggar had voorspeld (zie ook 'On the Hot Spot (IV) - de hoofdstad van de tsunami')! 

Impressies vanop Kilauea

De vraag die de rangers in het visitors center van het Hawaii Volcanoes National Park het meest te horen krijgen van toeristen is "waar kunnen we een actieve lavastroom zien?". Het antwoord is vaak teleurstellend: de actieve lavastroom is zo goed als onbereikbaar ... toch zeker voor de 'leek' die niets afweet van vulkanische gevaren. Ook is er geen 'ocean entry', dus ook dat spektakel is er deze keer niet bij.

Op deze kaart is de stand van zaken (31 mei 2012) te zien van de vulkanische activiteit in het lavaveld 'stroomafwaarts' van de Pu'u O'o krater. In het geel is de lavatunnel aangeduid waarin de lava aan hoge snelheid voortgestuwd wordt; in het rood is de actieve aangroei van de lavastromen aangeduid. De stand van zaken van de vulkanische activiteit is te volgen op de webstek van het HVO.

 

Gelukkig is er zoveel meer te beleven op de flanken van Kilauea. Het is een wereld waar Genesis en de Apocalyps hand in hand gaan. Enkele impressies.   

Lavastromen van de Mauna Ulu eruptie in het begin van de jaren '70 stromen hier - als 'lavavallen' - over de Holei Pali, een indrukwekkende breuktrap van een van de afschuivingsbreuken die de zuidelijke flank van Kilauea doorsnijden. Deze lavastromen lijken zo 'vers' alsof ze net uitgevloeid zijn. Hier en daar zijn - na meer dan 40 jaar - de eerste tekenen van kolonisatie door het leven te zien.

Creatie en vernieling liggen hier zo dicht bij elkaar. In begin van de jaren '80 werd de kustweg door lavastromen van de nog steeds actieve Pu'u O'o, een krater gelegen langsheen de Oostelijke Riftzone, onderbroken. Sindsdien hebben meerdere lavastromen er telkens een laagje bijgedaan. Deze kustweg, maar ook het dorpje Kapa'ahu (waar Pater Damiaan ooit een missiepost heeft gesticht op de 'Big Island') en recente verkavelingen, zijn allemaal vernield door deze lavastromen. Maar als deze lavastromen de oceaan bereiken (er waren spijtig genoeg geen 'ocean entries' tijdens mijn trip) wordt er nieuw land bijgemaakt, dat ooit zal gekoloniseerd worden door de natuur.  

 

Een tocht doorheen de lavavelden langsheen de Oostelijke Riftzone geeft een onwezenlijk gevoel. Door diepe spleten in deze breukzone stijgen nu stoom en vulkanische gassen op. Maar 'amper' 3 km diep zit de magmakamer (zie figuur onderaan). Het zou dan ook niet verwonderlijk zijn als plots door deze diepe spleten lava zou uitvloeien ... 

 

Dit is het verste punt dat nu te bereiken is als 'toerist' op de Oostelijke Riftzone. Na een tocht door het tropisch regenwoud sta je plots aan de rand van de Napaukrater. Middenin de krater zijn de donkere lavastromen te zien van een spleeteruptie in 1997. In de achtergrond is de krater van Pu'u O'o te zien. Dit eruptiecentrum is sinds 1983 actief en is verantwoordelijk voor de uitgestrekte lavavelden op de zuidoostelijke flank van Kilauea en de onderbreking van de kustweg.

 

Vanop de flanken van Kilauea krijg je een idee van de uitgestrektheid van de 'schildvulkaan' Mauna Loa. Je kan je niet voorstellen dat deze 'platte berg' 4.169 m hoog is, hoger dan de meeste Alpentoppen. Bedenk daarbij dat deze berg meer dan 10.000 m boven de oceaanbodem uitsteekt!

 

Communicerende vaten  

Uit een recent gepubliceerde studie (Poland et al. 2012) blijkt nu dat de magmakamer onder Kilauea - 'amper' 3 km onder het aardoppervlak - tussen 2003 en 2007 als het ware 'bijgevuld' is met nieuw magma uit de diepe mantelbron, het eigenlijke gloeipunt. Misschien is het dan ook niet toevallig dat een nieuwe eruptiecyclus in de centrale krater van Kilauea in 2008 startte.

De magmakamers van Mauna Loa en Kilauea blijken ook gevoed te worden door dezelfde mantelbron. Het zijn als het ware communicerende vaten. Voor het eerst in 20 jaar werd in 2002 ook de magmakamer van Mauna Loa 'gevoed'. Of dit de voorbode is van een nieuwe eruptiecyclus van Mauna Loa zal de toekomst moeten uitwijzen. Mauna Loa heeft de neiging uit te barsten elke 6 à 7 jaar. De laatste uitbarsting dateert van 1984 ...

 

Op deze schematische doorsnede (Pritchard 2012) van het zuidelijk deel van het 'Big Island' is te zien hoe de magmakamers van Mauna Loa en Kilauea eenzelfde diepe mantelbron aantappen. Onder Kilauea zie je ook hoe de riftzones (zowel de oostelijke als de zuidwestelijke) de oppervlakkige uitdrukking zijn van diepe normaalbreuken ('basal fault' op figuur), waarlangs het hele zuidwestelijke deel van het eiland wegschuift richting oceaan. De "Holei Pali" (zie foto) vormt de breuktrap van een van deze normaalbreuken. Langsheen dit breuksysteem breidt de magmakamer onder Kilauea zich lateraal uit, wat dan aanleiding geeft tot eruptiecentra langsheen de riftzones. De huidige eruptie van Pu'u O'o (zie foto en kaart) is gesitueerd langs de Oostelijke Riftzone. Deze riftzones maken erupties op Kilauea dan ook zeer onvoorspelbaar. Ze kunnen immers ver van de centrale krater plots toeslaan, zoals de Kapoho-eruptie in 1960 temidden van de Papayaboomgaarden van het dorpje Kapoho.

 

 

Geschreven in Vulkanen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

11. Juni 2012, 06:00

Even opmerkelijk aan de Hawaiiaanse archipel is de uitzonderlijke plaats waar deze uiterst actieve schildvulkanen te vinden zijn. Eigenlijk op een plaats waar je volgens de heersende plaattektonische principes geen vulkanen zou verwachten, namelijk middenin de Pacifische Plaat, ver weg van de plaatgrenzen, beter gekend als de 'Ring of Fire'. Vulkanisme komt immers vooral voor ter hoogte van spreidingsruggen, waar twee aardplaten uit elkaar drijven (bv. IJsland), ofwel ter hoogte van subductiezones, waar één aardplaat onder een andere aardplaat de mantel induikt, zoals het geval is langs de 'Ring of Fire' rondom de Stille Oceaan (zie ook 'On the Hot Spot (IV) - de hoofdstad van de tsunami'). Vulkanische centra middenin een tektonische plaat passen niet in ons plaattektonische plaatje ...

Deze vraag stelde de geoloog J. Tuzo Wilson (1908-1993) - een van de grondleggers van het paradigma van de platentektoniek - zich ook in het begin van de jaren '60. In 1963 publiceerde hij als eerste een 'possible origin of the Hawaiian islands'. Hij maakt hierbij gebruik van de toen revolutionaire concepten van platentektoniek. Pas zes jaar later wordt immers dit nieuwe paradigma door de aardwetenschappelijke gemeenschap aanvaard.

Volgens Wilson is het ontstaan van deze typische eilandketens (zie ook 'On the Hot Spot (I) - een merkwaardige archipel') het resultaat van plaatbewegingen, waarbij de bron van dit afwijkende vulkanisme relatief onbewegelijk blijkt te liggen ten opzichte van de bewegende aardplaat, en zo een keten van vulkanische eilanden creëert. Hij vermoedt dan ook relatief stabiele bronnen middenin de bovenmantel van de aarde, op een diepte van ongeveer 200 km (zie figuur). 

De originele figuur uit de publicatie van Wilson (1963), waarin voor het eerst de plaattektonische oorsprong van de Hawaiiaanse eilandketen wordt geïllustreerd. (a) een doorsnede door de aardmantel, met grootschalige convectiecellen, toen beschouwd als de motor die de plaatbewegingen aandrijven; middenin die grootschalige convectiecellen bevindt zich een relatief stabiele bron op zo'n 200 km diepte die het afwijkende vulkanisme op Hawaii voedt. (b) een schets waarbij de lineaire eilandketen in verband wordt gebracht met de plaatbeweging; het zwart ingekleurde 'eiland' vertoont actief vulkanisme, het 'Big Island'.

 

In 1968 introduceert de geofysicus Eric Christofferson de term 'hotspot' of gloeipunt voor dit afwijkende vulkanisme. Die term is niet helemaal neutraal en blijkt achteraf het verdere verloop van het wetenschappelijke onderzoek sterk te kleuren. In 1971 herformuleert W. Jason Morgan de verklaring voor het Hawaiiaanse gloeipunt. Hij ziet het gloeipunt als de plaats waar een smalle, diepe mantelpluim de aardplaat raakt. Deze mantelpluim voert zowel hitte als 'primitief' mantelmateriaal aan dat afkomstig is van diep in de ondermantel, dicht bij de kernmantelgrens (ongeveer 2.900 km diep).

Sinds we ons een beter beeld van de interne structuur van de mantel kunnen vormen aan de hand van seismische tomografie lijkt het bestaan van een diepe mantelpluim, zoals door Morgan in 1971 geïntroduceerd, bewezen. Seismische tomografie omhelst een geïntegreerde analyse van de seismische golfpaden van aardbevingsgolven door de meetresultaten van meerdere seismische stations bijeen te brengen. Zo wordt het mogelijk een driedimensionale snelheidstructuur van (een deel van) de mantel te reconstrueren. De principes van seismische tomografie zijn zeer gelijkaardig aan die van medische CT-scans op basis van X-stralen. De interpretatie van deze snelheidstructuur steunt op het principe dat seismische golven zich sneller voortplanten in materiaal met een hogere dichtheid dan in materialen met een lagere dichtheid. Ook andere materiaaleigenschappen kunnen echter een rol spelen in de seismische snelheid. Deze snelheidstructuur wordt dan ook klassiek 'gelezen' als een dichtheidstructuur, vooral omdat we ervan uitgaan dat de hele mantel een zeer gelijkaardige - peridotietische - samenstelling heeft. De volgende interpretatiestap wordt echter niet door iedereen gevolgd: de dichtheidstructuur wordt nu 'vertaald' in een temperatuurstructuur. Hoge seismische snelheden wijzen op dens materiaal en dit wijst dus op 'koud' mantelmateriaal. Lage seismische snelheden wijst op minder dens materiaal en dus op 'warm' mantelmateriaal. En dit verraadt zich ook in de gebruikte kleurcode: hoe blauwer, hoe 'kouder'; hoe roder, hoe 'warmer'.

Een seismisch tomografiebeeld doorheen de mantel (tot op een diepte van 2.000 km onder het aardoppervlak) onder Hawaii (Wolfe et al. 2009). Hoe roder, hoe lager de seismische snelheden; hoe blauwer, hoe hoger de seismische snelheden.

 

Onder het Hawaiiaanse gloeipunt blijkt nu een smalle, verticaal georiënteerde lagesnelheidszone voor te komen op de seismische tomografiebeelden (zie figuur). Deze lagesnelheidszone wordt dan ook aanzien als het bewijs dat er zich een diepgewortelde mantelpluin bevindt onder Hawaii. Het pluimmodel, zoals geïntroduceerd door Morgan in 1971, blijkt hiermee bewezen. Dit pluimmodel (zie figuur - links) is een bottom-upbenadering. Diepe, hete mantelpluimen - pijpachtige structuren - ontstaan ter hoogte van de kernmantelgrens (zo'n 2.900 km diep). Eenmaal ze de onderzijde van de aardplaten raken, drijven ze de plaatbewegingen actief aan door een laterale spreiding van het hete mantelmateriaal. Dit model gaat dan ook uit van een convectie die de hele mantel betrekt - 'whole mantle convection'.

Een schematische weergave van het pluimmodel (links) versus het plaatmodel (rechts) (naar Anderson 2005) (uit Sintubin 2011).

 

Is dit pluimmodel, geïnspireerd door Morgan, algemeen aanvaard? Als je de discussie op www.MantlePlumes.org volgt, zeker niet! Vooreerst is de interpretatie van de seismische tomografiebeelden zeker niet vrij van kritiek. Volgens tegenstanders van het pluimmodel is de 'lagesnelheidspijp' onder Hawaii gewoon een wiskundig artefact te wijten aan de eigenschappen van de golfpatronen. Bovendien wordt het tomografisch beeld toch al gedomineerd door de ondiepe (< 500 km) lagesnelheidafwijking. Anderzijds wordt ook de vertaling van de snelheidstructuur in een temperatuurstructuur door de tegenstanders sterk gehekeld. Zij trappen niet in de val die Christofferson uitzette toen hij de term 'hotspot' introduceerde. Volgens de 'plaatadepten' gaat deze vertaling van de snelheidstructuur uit van een te simplistisch model van een chemisch/mineralogisch homogene mantel. Uiteindelijk wordt de 'pluimadepten' verweten dat ze te veel uitgaan van de historisch gegroeide misvatting waarbij de - waarschijnlijk slecht gekozen - term 'hotspot' gelijkgesteld wordt aan een mantelpluim. Het gelijkstellen van gloeipunt en mantelpluim is uiteindelijk de 'schuld' van Morgan.

De tegenstanders van het pluimmodel gaan uit van een heterogene en gelaagde mantel. Lagesnelheidzones kan volgens hen vel oorzaken hebben: verschllen in vochtingheidsgraad, aanwezigheid van gesmolten mantelmateriaal, faseovergangen of verschillen in samenstelling. Die heterogeniteit kan uiteindelijk tot convectie leiden, maar ook tot magmatisme dat loststaat van de plaattektonische context, zoals het geval is in Hawaii. Het plaatmodel (zie figuur - rechts) gaat dan ook uit plaatbewegingen die aangedreven worden door de zwaartekracht, dus een top-downbenadering. Ter hoogte van de subductiezones trekken de wegzinkende platen de aardplaten gewoon uiteen. Ter hoogte van de spreidingsruggen wordt zo mantelmateriaal aangezogen met een passieve convectie in de oppervlakkige mantel tot gevolg. Dit model gaat uit van een 'ondiepe' convectie en een gelaagde mantel. En de gloeipunten? Voor hen vinden zij hun oorsprong in een relatief stabiele mantelbron in de bovenmantel, teruggrijpend naar het oorspronkelijke voorstel van J. Tuzo Wilson. Bovendien is het verre van zeker of het wel 'hotspots' zijn. Misschien zijn het eerder 'wetspots', of 'fertile spots', of 'melting anomalies'.

De discussie rond de verklaring van vulkanische centra die los staan van de plaattektonische context was van bij de aanvang sterk gekleurd. De introductie van de term 'hotspot' heeft hier geen goed gedaan. De discussie wordt vandaag op het scherp van de snede gevoerd. Het is een spel van 'believers' en 'non-believers' geworden waarbij niet alleen meer op de bal gespeeld wordt. Titels van artikels zoals 'Another Nail in the Plume Coffin?' (Science 313, 18 September 2006, 394) of termen zoals 'zombie science' liegen er niet om. Maar uiteindelijk stuwen deze verhitte discussies de wetenschap vooruit!

 

Deze tekst is deel van het artikel De aardse kookpot: over het al of niet bestaan van mantelpluimen, gepubliceerd in Karakter (nr. 33, 2011, 10-12).

Voor meer informatie over de discussie met betrekking tot het al of niet bestaan van mantelpluimen kan je steeds terecht op de webstek www.MantlePlumes.org.

Geschreven in Vulkanen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

09. Juni 2012, 06:30

Middenin de Stille Oceaan bevindt zich een zeer merkwaardige eilandengroep, Hawaii. In de komende blogposts breng ik mijn relaas over enkele geologische hoogtepunten van mijn bezoek aan de twee zuidelijkste eilanden, Maui en 'Big Island'.

Als je de bathymetrische kaart van het noordelijk deel van de Stille Oceaan bekijkt (zie figuur), dan zie je een opmerkelijke aaneenschakeling van eilanden die allemaal mooi opgelijnd zijn. Daarbij komt nog dat op het meest zuidoostelijke eiland - Hawaii of 'Big Island' - een van de meest actieve vulkanen op aarde ligt, de Kilauea (zie ook 'On the Hot Spot (III) - de fascinatie van een actieve vulkaan'). Trouwens, zo'n 35 km ten zuiden van het 'grote eiland' bevindt zich de actieve, onderzeese vulkaan Lo'ihi (de top ligt nu zo'n 975 meter onder zeeniveau). Het volgende Hawaiiaanse eiland is dus al in de maak! Kilauea zelf ligt op de flanken van de 4.169 meter hoge Mauna Loa, ook een actieve schildvulkaan. Mauna Kea (4.205 meter), de derde 'top' op Hawaii, is dan weer een slapende vulkaan. De laatste eruptie vond meer dan vierduizend jaar geleden plaats. Op het volgende eiland, Maui, ligt trouwens ook nog een actieve vulkaan, de Haleakala. De laatste uitbarsting gebeurde amper 400 à 600 jaar geleden.

Maui: twee werelden in één! De Hawaiiaanse eilanden zijn het toneel van een strijd tussen de opbouwende krachten van het vulkanisme en de afbrekende krachten van tropische verwering en erosie. Op de voorgrond een diep uitgeschuurde Waihee vallei; op de achtergrond de 'actieve' schildvulkaan Haleakala.

 

Eenmaal de opbouwende krachten van het vulkanisme stilvallen, vallen deze vulkanische eilanden ten prooi aan de krachten van water, wind en de weelderige tropische plantengroei (zie ook 'On the Hot Spot (V) - een metamorfose'). Weg van de actieve vulkanische centra zien de eilanden er dan ook totaal anders uit. Erosie heeft gezorgd voor indrukwekkende landschappen. Tropische regenwouden hebben de eilanden ingepalmd. En de afbraak van de oude vulkanen is onherroepelijk. Maui is nog 3.055 meter hoog, Oahu (met de hoofdstad Honolulu) 1.220 meter hoog, Kauai 1.598 meter hoog en Niihau nog amper 300 meter hoog. Nog meer naar het noordwesten vinden we nog kleinere eilanden die volledig omgeven zijn door koraalriffen, zoals Nihoa (273 meter hoog) en Necker (84 meter hoog). En nog verder naar het noordwesten treffen we alleen atollen aan, ringvormige eilandcomplexen opgebouwd uit koraalriffen rondom een lagune. Het atol Kure is het meest noordwestelijke eiland van de Hawaiiaanse archipel, op meer dan 2.500 km van Hawaii. Tijdens zijn Beaglereis (1831-1836) formuleerde Charles Darwin al een verklaring voor deze opmerkelijke 'evolutie' van een vulkanisch eiland tot atol: een gestaag wegzakken van een uitgedoofde vulkaan, die bovendien geleidelijk ontmanteld wordt door erosie en waarrond koraalriffen groeien. Eens de vulkaanrestanten voorgoed onder het zeeniveau verdwijnen, blijft alleen nog een cirkel van koraalriffen over, het atol.

Maar eigenlijk is de eilandketen nog verder noordwestwaarts te volgen als een 3.500 km lange aaneenschakeling van afgeplatte zeebergen - ook wel 'guyots' genaamd - tot voor de kusten van het Siberische schiereiland Kamchatka. We spreken dan ook van de Hawaii-Emperor eilandketen.

Op deze bathymetrische kaart van de noordelijke Stille Oceaan is de Hawaii-Emperor eilandketen duidelijk te onderscheiden. Merk ook de knik in de eilandketen op! Eenmaal je weet wat de oorsprong is van deze eilandketen (zie 'On the Hot Spot (II) - een geodynamische controverse'), kan je ook wel achterhalen wat de oorzaak zou kunnen zijn van deze knik. Wat denk je?
De donkerblauwe lijn aan de rand van de oceaan geven de diepzeetroggen weer, die overeenkomen met de circum-Pacifische subductiezones, de zogenaamde 'Ring of Fire'. Ter hoogte van deze subductiezones doen zich de 'megathrust' aardbevingen die ook op de Hawaiiaanse archipel voor ongemak zorgen (zie 'On the Hot Spot (IV) - de hoofdstad van de tsunami'). 

 

Uiteindelijk blijkt dat deze eilandketen de reflectie is van meer dan 80 miljoen jaar plaattektonische geschiedenis van de Pacifische Plaat, iets waar we dieper op ingaan in onze volgende blogpost 'On the Hot Spot (II) - een geodynamische controverse'.

Geschreven in Vulkanen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

30. Mei 2012, 07:35

Italië is echt een speelbal van platentektoniek. Er wordt aan alle kanten geduwd en getrokken aan het Italiaanse schiereiland. Overal in Italië zijn aardbevingen dan ook meer de regel dan de uitzondering. En toch blijven zelfs matige aardbevingen desastreus uithalen ...

De tektonische context van Italië is bijzonder. De ruggengraat van het schiereiland, de Appennijnen, vormt een diffuse plaatgrens tussen de Euraziatische en de Afrikaanse platen. Of meer specifiek de Adriatische Plaat, die terug te vinden is onder de Adriatische Zee (zie figuur). Langs de westzijde wordt deze rigide microplaat overschoven door de Euraziatische Plaat. Het gevolg van deze convergentie zijn de Appennijnen. Langs het oosten wordt deze microplaat ook nog eens overschoven door de Euraziatische Plaat. Dit resulteert in de Dinarieden. De Adriatische Plaat wordt dan ook langs beide zijden overschoven ...

Maar in de Appennijnen zelf gebeurt iets bijzonder. Langs de frontzone van de Appennijnen (zie groene lijn op figuur) doen er zich verkortingen voor en wordt het Appennijnse gebergte opgebouwd. Maar door die verkorting ter hoogte van de frontzone wordt de bovenliggende korst - meer naar het westen van de frontzone - uitgerokken. Dit betekent dat de Centrale Appennijnen die de ruggengraat van het Italiaanse schiereiland vormen eigenlijk als een pudding aan het ineenstorten zijn. Nog meer naar het westen zien we al het resultaat van de uiteindelijke volledige ineenstorting: de Tyrreense Zee. Middenin de Tyrreense Zee is de continentale korst zelfs al volledig opengescheurd en heeft er zich al oceaankorst gevormd.

Op deze kaart (Weber et al. 2010) geeft de grijze band de 'plaatgrens' in de diepte weer tussen de Euraziatische Plaat (in het noorden) en de Afrikaanse Plaat (in het zuiden). Onder de Adriatische Zee bevindt zich de rigide Adriatische microplaat (groen gearceerd), dat een losgebroken stuk is van de Afrikaanse Plaat. De groen lijn vormt de 'plaatgrens' aan de oppervlakte, m.a.w. de frontzone van de gebergten (o.a. de Appennijnen). De rood-witte bolletjes geven de belangrijkste aardbevingen weer in het gebied sinds 1976.

 

Al deden ze zich voor in eenzelfde tektonische context, tussen L'Aquila en Emilia Romagna is er een wereld van verschil ... De M6.3 2009 L'Aquila aardbeving (6 april 2009) deed zich voor ter hoogte van de ruggengraat van de Appennijnen, dus waar dit Alpiene gebergte al uiteengetrokken wordt. Deze aardbeving was dan ook het resultaat van een schuifbeweging op een afschuivingsbreuk (of normaalbreuk). Dergelijke actieve afschuivingsbreuken laten indrukwekkende sporen na in het landschap. Deze 'seismische landschappen' in Abruzzo schreeuwen het dan ook als het ware uit: "Hier in de ondergrond zitten potentieel gevaarlijke actieve breuken" (zie 'Hoe voorspelbaar het onvoorspelbare is')! Ook voor ons, aardbevingsgeologen, maakt dit het onderzoek van deze actieve breuken relatief gemakkelijk. We weten tenminste waar we moeten zoeken.

Dit is totaal anders in de regio van Emilia Romagna. Hier verraadt het landschap de actieve breuken niet. Deze regio bevindt zich immers in de Povlakte, volledig opgevuld door Kwartaire sedimenten (Q op onderstaande figuur). Deze sedimenten verbergen dan ook wat er in de diepe ondergrond gaande is. Want de regio van Emilia Romagna bevindt zich bovenop de frontzone van de Appennijnen (groene lijn onder de Povlakte op bovenstaande figuur), dus waar de actieve verkorting van de korst en gebergtevorming gaande is. Zowel de M6.0 Camposanto aardbeving (20 mei 2012) als de M5.8 Medolla aardbeving (29 mei 2012) deden zich dan ook voor op zwakhellende overschuivingsbreuken, die - in tegenstelling tot de afschuivingsbreuken in Abruzzo - geen duidelijke sporen achterlaten in het landschap. We spreken dan ook van "blinde" breuken. Ook voor ons, aardbevingsgeologen, is het dan een hele uitdaging om de activiteit van deze blinde breuken te ontrafelen. We gaan dan ook op zoek naar meer subtiele aanwijzingen voor seismische activiteit, in de sedimenten van de Povallei, of in de historische archieven. En dan is het voor ons overduidelijk dat ook de hele Povallei seismisch uitermate actief is. 

 

Op deze doorsnede van de korst onder het zuidelijke deel van de Povlakte (Selvaggi et al. 2001) kan je een hele reeks zwakhellende overschuivingsbreuken zien die de frontzone van de Appennijnen uitmaken. Deze overschuivingsbreuken zijn allemaal "blind" omdat ze aan het aardoppervlak niet te zien zijn; ze zijn nu eenmaal bedekt door de sedimenten van de Povlakte (Q). De regio van Emilia Romagna bevindt zich in het zuidelijke deel van deze doorsnede.

 

Maar uiteindelijk maakt het voor gebouwen - en dus ook voor de mensen die erin wonen of werken - weinig uit of de aardbeving zich voordoet op een afschuivings- of overschuivingsbreuk. Als het gebouw de grondbewegingen niet aankan, stort het in. Zowel in L'Aquila als in Emilia Romagna heeft dit een (te) zware tol geëist. Het is dan ook onbegrijpelijk dat matige tot sterke aardbevingen nog steeds zo zwaar kunnen uithalen in de vijfde economie van de G8?!

 

Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

22. Mei 2012, 06:00

Tot ik op de avond van 20 mei 2012 hier op de campus van UC Berkeley in Californië een wondermooi schaduwspel kon aanschouwen, had ik er nooit bij stilgestaan dat de wirwar van takjes en bladeren aan bomen en struiken eigenlijk een wonderlijk optisch instrument is. Ze vormen immers honderden natuurlijke gaatjescamera's ('pinhole camera').

De aanleiding voor deze 'ontdekking' was de ringvormige zonsverduistering die op 20 mei 2012 een spoor trok over de noordelijke Stille Oceaan, van in Hong Kong in het oosten tot in Texas in het westen. In Berkeley was de ringvormige zonsverduistering slechts voor 80% volledig. 

Overal op de campus van UC Berkeley kon je het bijzondere schaduwspel aanschouwen. Elk van de 'sikkels' op de foto hierboven geeft de (geïnventeerde) projectie weer van de bijna volledig verduisterde zon ... elk van deze 'sikkels' is dan ook een projectie door een natuurlijke gaatjescamera gevormd te midden van het bladerdek van bomen en struiken.

Ook op de muren van de gebouwen op campus zorgt dit voor een bevreemdend schouwspel.  

 

Op deze twee foto's zie je het schaduwspel van dezelfde boom. Links zie je het 'dagdagelijkse' schaduwspel; rechts zie je het schaduwspel tijdens de ringvormige zonsverduistering. Ook op de linkse foto zijn elk van de cirkels en ellipsen telkens een projectie van de 'volledige' zon door de natuurlijke gaatjescamera's in het bladerdek van deze boom. Op de rechtse foto, genomen tijdens de ringvormige zonsverduistering, zijn al deze projecties plots 'sikkels' geworden. 

En zo zag de gedeeltelijke ringvormige zonsverduistering er in Berkeley uit op 20 mei 2012. Vergelijk met de projecties op paden en gebouwen en dan begrijp je direct hoe het effect van de natuurlijke gaatjescamera's gespeeld heeft om het ongelooflijke schaduwspel tot stand te brengen.


Een zaak is zeker! Nooit zal ik nog op dezelfde manier kijken naar het schaduwspel in bossen en parken ...

Geschreven in Algemeen | 2 Reacties | Vaste link | Afdrukken

13. April 2012, 06:00

De aardbevingen die deze week het nieuws haalden, hadden allemaal iets gemeen. Het was blijkbaar de week van 'strike-slip'. Dit is immers hoe geologen de breukbeweging beschrijven dat aanleiding heeft gegeven tot deze aardbevingen.

We hebben het dan over de M6.9 Santa Isabel aardbeving (12 april 2012) in de Golf van Californië (Mexico), de M5.9 Bandon aardbeving (11 april 2012) voor de kust van Oregon (U.S.A.), en de M8.6 en M8.2 Sumatra aardbevingen (11 april 2012) voor de kust van Sumatra (Indonesië).

Maar wat bedoelen geologen nu met 'strike-slip'? Letterlijk wil dat zeggen dat de breukbeweging - de 'slip' - zich voordoet volgens de strekking - de 'strike' - van de breuk. De strekking - nu even technisch - is een ingebeelde lijn volgens de snijding tussen het breukvlak en een horizontaal vlak. Eigenlijk wil dat zeggen dat de breukbeweging zich horizontaal voordoet; de twee breukblokken schuiven langs elkaar (zie figuur - van der Pluijm & Marshak 2009). Het tegenovergestelde van 'strike-slip' is 'dip-slip', of breukbeweging volgens de helling - de 'dip'- van de breuk (loodrecht op de strekking van de breuk); het ene breukblok ('hanging-wall block') schuift dan ofwel af van het andere breukblok ('footwall block') - dit noemen we dan een normaalbreuk ('normal fault') - ofwel over het andere breukblok - dit noemen we een opschuivingsbreuk ('reverse fault') (zie figuur).

Ook plaatgrenzen volgen deze regels. 'Dip slip' vinden we dan ook vooral daar waar tektonische platen uit elkaar drijven ('divergent boundary', zie figuur) of naar elkaar toe drijven ('convergent boundary', zie figuur). Daar waar twee tektonische platen langs elkaar schuiven spreken we over een 'transform boundary' (zie figuur). Deze transformbreuksystemen vinden we doorgaans in de oceanen. Soms komen deze transformbreukensystemen ook voor aan land; de meest gekende van deze is natuurlijk de San Andreasbreuk in Californië.

 

De moeder aller 'strike-slip' aardbevingen is natuurlijk de 1906 San Francisco aardbeving langsheen de San Andreasbreuk, met een magnitude die geschat wordt rond M8.0. De M6.9 Santa Isabel aardbeving in de Golf van Californië deed zich voor langsheen het zuidelijke deel van het San Andreasbreuksysteem.  De aardbeving deed zich voor op een transformbreuksegment (zie figuur; oranje cirkeltjes geven het epicentrum weer van de Santa Isabel aardbeving en naschokken) tussen korte oceaanruggen, waar een nieuwe oceaan aan het ontstaan is tussen de Pacifische plaat en de Noord-Amerikaanse plaat.

Ook de M5.9 Bandon aardbeving voor de kust van Oregon deed zich ook voor op een transformbreuk tussen de Pacifische plaat en de kleine Farallon plaat (zie figuur; gele cirkel centraal geeft het epicentrum aan). Ook deze transformbreuk bevindt zich tussen twee spreidingsruggen waar beide platen uit elkaar drijven. 

 En dan hebben we de twee zware aardbevingen (met alle naschokken) - de M8.6 Sumatra en M8.2 Sumatra aardbevingen - voor de kust van Sumatra (Indonesië). Deze aardbevingen deden zich niet voor langs een plaatgrens maar in de oceaankorst van de Indo-Australische tektonische plaat. Beide aardbevingen zijn het gevolg van 'strike-slip' beweging op twee breuksystemen die een WNW-ESE oriëntatie hebben (zie figuur; oranje cirkels geven de epicentra weer van de twee hoofdschokken en de naschokken). De tweede hoofdschok is dan ook niet 'zomaar' een naschok van de eerste, maar een 'triggered' aardbeving op een parallel breuksysteem. Deze breuksystemen doorsnijden al de structuren op de oceaanbodem, zoals de N-S georiënteerde, vulkanische 'Ninety East Ridge' op de bodem van de Indische Oceaan (zie verticale, lichtblauwe band op figuur). Deze aardbevingen hebben dus niet rechtstreeks iets te maken met de zware aardbevingen die zich voordoen langsheen de subductiezone tussen de Indo-Australische en de Euraziatische plaat (zoals bijvoorbeeld de M9.1 Sumatra-Andaman aardbeving in 2004). Het zijn intraplaataardbevingen, maar wel in een bijzondere regio. Het is immers de regio waar er een plaatgrens in de maak is. De Indo-Australische plaat is daar immers uiteen aan het scheuren ... ooit zal er dan ook een afzonderlijke Indische en Australische tektonische plaat zijn.

De magnitude van deze aardbevingen is wel een beetje onverwacht. Aardbevingen met een magnitude groter dan 8 worden eigenlijk niet verwacht op dergelijke 'strike-slip' breuken. Hoogwaarschijnlijk heeft dit te maken met de sterkte van de oceaankorst en de bijzondere locatie zo vlak bij een subductiezone en een vulkanische rug. Als een breuk in de oceaankorst het dan begeeft, komt er extra veel energie vrij ... en is de magnitude groter dan verwacht volgens de gangbare plaattektonische concepten. De M8.6 Sumatra aardbeving zal nu de geschiedenis ingaan als de zwaarste opgemeten 'strike-slip' aardbeving.

 Uit de berekeningen van de Havard Seismology Group blijkt trouwens ook dat deze twee aardbevingen een vrij complex verhaal te vertellen hebben. De M8.6 aardbeving bestaat eigenlijk uit twee afzonderlijke seismische gebeurtenissen met een tijdsverschil van ongeveer 30 seconden. Ook de M8.2 blijkt uit twee seismische gebeurtenissen te bestaan. Ook op elk breuksysteem blijkt de ene aardbeving op zeer korte termijn een andere in gang te zetten ...

Weerom een bewijs dat breuksystemen eigenlijk een chaotisch - en dus onvoorspelbaar - gedrag vertonen. Zelfs op het moment dat de aardbeving begint, is het nog niet duidelijk wat de uiteindelijke magnitude gaat worden. Hoe meer we het breukgedrag tijdens een aardbeving bestuderen, hoe meer het duidelijk wordt dat aardbevingen voorspellen totaal hopeloos is.

Het was blijkbaar de week van de 'strike-slip'. Hier in Berkeley kan ik nu alleen maar hopen dat de Haywardbreuk, ook een 'strike-slip' breuk, zich koest houdt ...

 

Meer leesvoer:

• Berkeley Seismo Blog - Earthquakes Californai Style - and no tsunamis
• Berkeley Seismo Blog - A Megaquake becomes a Megapuzzle
• Knight Science Journalism Tracker - Big Indonesia Quakes: Two angles to this strike slip puzzler
• Lithics - Fault Dynamics 101 - voor zij die het mysterie achter de 'strandballen' willen begrijpen ...
• Lithics - The oddity of the Banda Aceh earthquake

Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

19. Maart 2012, 05:00

"Three Eleven" is voor Japan wat "Nine Eleven" is voor de Verenigde Staten. Wat niet voor mogelijk werd gehouden, gebeurde! De dramatische beelden van zowel de instortende Twin Towers als de allesvernietigende tsunami zijn op ieders netvlies gebrand. Maar de Tohoku-aardbeving en -tsunami van 11 maart 2011 heeft ook een ongeziene schokgolf teweeg gebracht binnen de gemeenschap van de aardbevingswetenschappen. Een aardbeving met een magnitude 9.0 langsheen de Japantrog kon gewoon niet volgens de algemeen aanvaarde modellen. Blijkbaar gedroeg de Aarde zich niet volgens het boekje ...

We moeten meer dan een halve eeuw teruggaan in de tijd om een vergelijkbare situatie te vinden. In een tijdspanne van 12 jaar deden zich 3 'mosterquakes' voor in de 'ring of fire': de M9.0 Kamchatka 1952 (4 november) aarbeving, de M9.5 Chili 1960 (22 mei) aardbeving - de zwaarste aardbeving ooit opgemeten -en de M9.2 Alaska 1964 (27 maart) aardbeving. Maar de tijden waren anders: geen massamedia om alles in real time wereldwijd te verslaan; en ook de aardbevinsgwetenschap stond nog in zijn kinderschoenen. Bedenk dat pas tegen het einde van de jaren '60 het paradigma van de platentektoniek algemeen ingang vindt in de aardwetenschappen. Dus de context van deze megaquakes - subductiezones waar een tektonische plaat onder een andere tektonische plaat duikt - was toen verre van begrepen.

 

Op deze figuur (Amon et al. 2010) vind je op een tijdslijn van de laatste 120 jaar alle aardbevingen met een magnitude groter dan 8. Merk de twee perioden die er 'bovenuit steken' met aardbevingen met een magnitude van 9 en meer, de periode tussen 1952 en 1964 en de periode sinds 2004; de Tohoku-aardbeving (M9.0) staat nog niet op deze tijdslijn.

Op deze grafiek (Amon et al. 2010) zie je hoeveel seismische energie cumulatief is vrijgegeven door aardbevingen met een magnitude groter dan 7 sinds 1900. Merk de gestage opbouw van vrijgegeven seismische energie, maar ook de plotse sprong midden de twintigste eeuw. De 3 monsteraardbevingen nemen bijna de helft op van alle vrijgekomen seismische energie in de laatste 120 jaar.

 

Met de M9.1 Sumatra 2004 (26 december) aardbeving begon het recentste trio van monsteraardbevingen. Vooral de omvang van de tsunami in de Indische Oceaan maakte globaal indruk. Maar ook en vooral het - cynische - feit dat westerse toeristen getroffen werden, maakte dat de seismologische gemeenschap alles op alles zette op de ontwikkeling van extreem dure tsunamiwaarschuwingsystemen, niet alleen in de Indische Oceaan maar in elk denkbare oceaan of zee waarin zich mogelijk onderzeese aardbevingen kunnen voordoen (zie ook 'Bewustwording belangrijker dan waarschuwingsysteem'). Tsunami was de sleutel tot onderzoeksfinanciering! Het geloof in de technologische bestrijding van het euvel bleef ongeschonden. En de massamedia zorgde ervoor dat tsunami ingang vond in de dagdagelijkse omgangstaal ... waarin het nog altijd te pas en vooral te onpas gebruikt wordt.

De M8.8 Chile 2010 (7 februari) aardbeving was de tweede megaquake in de reeks (zie ook 'Een 'seismisch gat' gedicht'). De veroorzaakte tsunami hield lelijk thuis langsheen de Chileense kust (en was verantwoordelijk voor het gros van de slachtoffers) en stak de Stille Oceaan over. Deze aardbeving en tsunami werd snel een 'fait divers', en bevestigde volgens de 'experten' gewoon de nood aan tsunamiwaarschuwingsystemen langsheen alle kusten boven subductiezones. Niets nieuws onder de zon dus!

Prijswinnende foto van Yasuyashi Chiba (World Press Photo 2012): de kersenbloesem tussen het tsunamipuin symboliseert het nieuwe leven ... 

 

De hele wereld werd echter op 11 maart 2011 met verstomming geslagen toen de M9.0 Tohoku-aardbeving en -tsunami het 'land van de aardbevingen' (zie ook de 5 blogposts 'Op bezoek in het land van de aardbevingen') op zijn knieën kreeg. Zelf het best voorbereidde land als het aankomt op aardbevingen en tsunami's, heeft zich niet kunnen verdedigen tegen dit onvoorstelbare natuurgeweld. Het hele arsenaal aan 'verdedigingsmiddelen', het 'Earthquake Early Warning' systeem, de meest strenge aardbevingsbestendige bouwcodes, en de tsunamimuren, heeft zijn werk gedaan ... maar ging spijtig genoeg uit van de foute aardbevingsmodellen. Dit leidde tot een totale onderschatting van de aardbeving en de tsunami. Hierdoor voelden velen zich veilig achter de tsunamimuren. Uiteindelijk bleek het een vals gevoel van veiligheid, wanneer de tsunami uiteindelijk de tsunamimuren overspoelde. De tsunamimuren hebben enerzijds voorkomen dat er vele slachtoffers vielen (o.a. door het vertragen en terugbrengen van de impact), maar anderzijds heeft het vals gevoel van veiligheid omwille van foute informatie vele mensenlevens gekost.

De Tohoku-aardbeving en -tsunami beantwoordde niet aan de modellen voor de subductiezone langsheen de Japantrog. Er bleek dus iets grondig fout te zijn met de wetenschappelijke aannames waarop deze modellen gebaseerd waren. De boodschap is dan ook duidelijk: modellen die uitgaan van aannames dat aardbevingen met een bepaalde magnitude in een bepaalde subductiezone niet mogelijk zijn, kunnen naar de prullenmand. Dit falen van de wetenschappelijke gemeenschap was zowel ontnuchterend alsook louterend. De modellen voor het inschatten van het seismisch risico worden nu meer en meer in vraag gesteld. De seismologen wordt verweten dat ze niet verder kijken dan hun 'seismologische neus' (de laatste 100 jaar), en dus geen aandacht besteden aan de rijkdom aan aanwijzingen van paleo-aardbevingen en -tsunami's in het geologische archief (bv. de 869 AD Jogan tsunami). Niettegenstaande dat het aardbevingsonderzoek zijn vruchten afwerpt, groeit het besef dat aardbevingen ons altijd 'één stapje voor' zullen blijven en dat Planeet Aarde wel altijd een verrassing in petto heeft. De wetenschap moet terug durven 'out of the box' te denken (natuurlijk ontzettend moeilijk in het productie- en prestatiegerichte wetenschapsbedrijf) en algemeen aanvaarde concepten en modellen in vraag te stellen. Ook het blind geloof in de 'technologische oplossing' ligt aan diggelen. Waarschuwingsystemen allerhande, aardbevingsbestendig bouwen, tsunamimuren ... ze dragen uiteindelijk allemaal hun steentje bij om ons te beschermen van het aardbevingsonheil, maar ze geven ook aanleiding tot een vals gevoel van veiligheid. Plots beseft de wetenschappelijke gemeenschap dat er meer nodig is dan enkel de investering in wetenschap en technologie. Het is hoog tijd dat er geïnvesteerd wordt in risicogeletterdheid ('risk literacy') van het brede publiek dat mogelijk blootgesteld is aan het aardbevingsrisico. Er dringt zich dus ook een 'responsabilisering' van de bevolking op om niet langer een blind vertrouwen te hebben in wetenschap en technologie. Enkel door zelf de risico's te begrijpen en in te schatten, kan elk van ons de nodige voorbereidingen treffen voor het onvermijdelijke. De wetenschappers zullen zich uiteindelijk moeten aanpassen en rekening houden met wat de maatschappij van hen verlangt. 

En zo kan 3-11 uitgroeien tot een kantelmoment in de aardbevingswetenschappen, waarbij de beperkingen van wetenschap en technologie in alle transparantie erkend worden en de aandacht - en investeringen - verschuift naar het onderzoek in 'risicogeletterdheid' ...

 

 Meer leesvoer:

• The Washington Post - Seismic hazards: Japan earthquake and other tectonic surprises challenge scientific assumptions - 9 maart 2012
• The Japan Times - 869 Tohoku tsunami parallels stun. Research team's efforts set precedent to add history to other quake-study disciplines - 11 maart 2012
• The Los Angeles Times - What California can learn from the Chili, New Zealand and Japan quakes - 8 April 2011

• USGS - The March 11 Tohoku Earthquake, One Year Later. What have we learned? - 11 maart 2012

• Nature Specials - Japan Earthquake and Nuclear Crisis

• Ammon, C.J., Lay, T. & Simpson, D.W. 2010. Great Earthquakes and Global Seismic Networks. Seismological Research Letters 81 (6), 965-971 (doi: 10.1785/gssrl.81.6.965)

Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

06. Maart 2012, 04:04

De kloof tussen theorie en praktijk is soms immens groot. Dat heb ik vandaag (5 maart 2012) 'aan de lijve' mogen ondervinden. Zelfs een 'rationele' aardwetenschapper vergeet snel al zijn 'rationaliteit' wanneer een aardbeving toeslaat ...

Even het relaas van mijn abrupt ontwaken deze ochtend. Om 5h33 wordt ik met een hevige korte schok uit mijn diepe slaap gehaald. Nauwelijks tijd om hiervan te bekomen. Geen tien seconden later begint het huis grondig dooreen te schudden. Ik spring uit mijn bed, sloefen aan ... en dan? Zoek ik dekking in de hoek van de kamer? Of vlucht ik naar buiten (ik woon in een appartement op de eerste/bovenste verdieping van een typisch houten huis hier in de Bay Area). In een fractie van een seconde volg ik mijn instinct en vlucht ik richting deur ... naar buiten dus. Tegen dan is de schok echter al voorbij ... wat een opluchting. Toch even checken of er buren naar buiten komen of niet ... Niets daarvan! Ze zijn hier blijkbaar meer gewoon. Terug naar bed was er die ochtend niet meer bij ... 

Achteraf bekeken, was de instinctmatige keuze richting deur de foute keuze! Toch merkwaardig, dat ik - als 'rationele' aardwetenschapper die het fenomeen aardbeving toch begijpt - totaal irrationeel reageer wanneer 'the real thing' toeslaat. Net ik, die in lezingen over aardbevingen - en op deze blog - mijn publiek zo overtuigend mogelijk tracht duidelijk te maken van wat men moet doen als een aardbeving toeslaat: "Drop! Cover! Hold on!". Toch ontnuchterend dat het instinct zoveel sterker is dan de ratio! En dat de kloof tussen theorie en praktijk toch zo groot is. 

Wat leer ik hieruit? Voor mij is het duidelijk dat theorie uiteindelijk niet al te veel uithaalt. Je mag honderden keren zeggen wat je moet doen. Blijkbaar reageer je - al heb je alle theoretische kennis - toch totaal anders als het onheil toeslaat. Oefeningen - zoals de Great California ShakeOut (zie "Drop! Cover! Hold on!") - zijn al een eerste stap in de goede richting. Maar ook dat lijkt me onvoldoende. Deze oefeningen zijn tot op zekere hoogte geruststellend, maar blijven uiteindelijk ver weg van de overdonderende realiteit van het onverwachte. Ook ik heb in mijn apartement enige maatregelen genomen om me voor te bereiden op de onvermijdelijke aardbeving (bijvoorbeeld het weghalen van zware voorwerpen hoog op de kasten; noodvoorzieningen op het nachtkastje). Maar uiteindelijk blijken deze voorbereidingen niet echt relevant op het moment zelf. Het instinct neemt over! Conclusie: enkel ervaring lijkt me de beste leermeester! Het klinkt raar, maar elke keer dat je een aardbeving meemaakt, leer je er weer beter mee omgaan. Enkel zo - stap voor stap - bouw je aan de juiste reflex ... want uiteindelijk reageer je instinctmatig als de aardbeving toeslaat. En net dat - die ervaring - onderscheidt de Californiërs van mij. Voor hen was het gewoon de zoveelste aardbeving. Niet meer, niet minder! 

Op dit Google Earth beeld zie je rechts mijn 'thuis' in Berkeley; de 4 oranje punten links zijn de epicentra van de aardbevingen, amper 6 km ten noorden van waar ik woon; in rood staat het traject van de Haywardbreuk aangeduid.

Toch ook even naar de feiten kijken. Het leek me al zo raar dat de twee schokken gescheiden waren door enkele seconden rust. Dit kan toch niet bij één aardbeving, dacht ik?! Inderdaad, het waren immers twee aardbevingen: de eerste om 5h33'12" met een magnitude van 3.5 (zie USGS webpagina); de tweede op 5h33'20" met een magnitude van 4,0 (zie USGS webpagina). De eerste bleek dus achteraf de voorschok te zijn van de hoofdschok. Beide schokken ontstonden op een diepte van iets meer dan 8 km. Een half uurtje later volgden nog twee - nauwelijks voelbare - naschokken (M2,0 en M1,1) (zie de 4 oranje punten op de kaart). Het epicentrum van de aardbevingen lag amper 6 km ten noorden van mijn 'thuis' in Berkeley. En de 'schuldige' voor dit abrupt ontwakken, is de roemruchte Haywardbreuk, de meest risicovolle breuk in de Bay Area. Ze is nu eenmaal 'over tijd' (zie "Geprangd tussen actieve breuken (1)" en "Geprangd tussen actieve breuken (2)"). Ook voor de inwoners van de East Bay is het gebeuren van deze ochtend een zoveelste 'wake up call'!

 

Zie ook:

• Berkeley Seimo Blog Similar but very different
• The Daily Californian Berkeley feels magnitude-4.0 and -3.5 earthquakes in same minute

Geschreven in Aardbevingen | 1 Reacties | Vaste link | Afdrukken

18. Februari 2012, 06:30

Nu ik voor een tijdje mijn stek heb aan de University of California te Berkeley, kleuren de Aardse Weetjes een beetje Amerikaans. Planeet Aarde vanuit een Amerikaans - Californisch - perspectief ... dat is ook eens iets anders.

 

Op 13 februari deed zich in Noord-Californië een aardbeving voor met een magnitude van 5.6, een matige aardbeving zelfs naar Californische maatstaven. Zo'n 400 km naar het zuiden, hier in Berkeley, liet deze aardbeving echter enkel zijn sporen na op de seismometers van het Berkeley Seismological Laboratory. Aardbevingen in California worden steeds in verband gebracht met de San Andreasbreuk. Interessant aan deze aardbeving is dat ze niets te maken heeft met de San Andreasbreuk, maar met de Cascadiasubductiezone. Deze subductiezone, voor de kusten van Noord-Californië, Oregon, Washington en het Canadese British Columbia, is ook veel gevaarlijker dan de San Andreasbreuk. Zoals in Japan (2011), Chili (2010) en Indonesië (2004), kunnen er zich immers megathrust-aardbevingen - met een magnitude van 8 en meer - voordoen. De laatste in het lijstje dateert van 1700 ... wanneer is de volgende? Lees er maar de Seismo Blog op na van de collega's van het Berkeley Seismological Laboratory "A Reminder of a Lurking Hazard". Twee dagen later, op 15 februari, ervoer ik zelf mijn eerste aardbeving in Californië, een zwakke (M 3.5) aardbeving met een epicentrum zo'n 20 km van hier ... Californië is inderdaad 'earthquake country'.

Een recente studie (Mulkidjanian et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 2012) doet weer wat stof opwaaien over de oorsprong van het leven. Ontstond het leven diep in de oceanen rond 'black smokers', zoals vandaag algemeen wordt aangenomen? Niet volgens deze nieuwe studie. Het eerste leven zou zo'n 4 miljard jaar gelden toch ontstaan zijn in hete, vulkanische poelen op land, teruggrijpend naar het Miller-Urey-experiment. Vooral de specifieke kalium-over-natriumverhouding van het cytoplasma van moderne cellen lijkt totaal niet in overeenstemming met deze van oceaanwater, voldoende argument voor deze onderzoekers om uit te sluiten dat leven in de oeroeceanen zou zijn ontstaan. Een belangrijk probleem met deze biochemische hypothese komt echter van de geologie: zo'n 4 miljard jaar geleden was de Aarde zo goed als een waterplaneet met nauwelijk land dat boven zeeniveau uitstak. De kans dat leven dus onstond op land, wordt zo natuurlijk ontzettend klein! (zie ook "Debate bubbles over the origin of life" - Nature News, 13 februari 2012; "Did Life's First Cells Evolve in Geothermal Pools?" - Scientific American News, 15 februari 2012).

Een recent gepubliceerde studie van Tong et al. (Solid Earth, 3, 43-45), dat betrekking heeft tot het mogelijk toegenomen aardbevingsrisico in de directe omgeving van het reeds gehavende kerncentrales te Fukushima (Japan), is opvallend onder de radar van de media gebleven. Hoge-resolutie seismische tomografie van de korst en de bovenmantel onder Fukushima onthult lage-snelheidszones, die erop wijzen dat vloeistoffen in de diepe ondergrond  (tussen ~6 en ~30 km diepte) aan het bewegen zijn. Dergelijke migrerende vloeistoffen kunnen breuksystemen verzwakken (zie ook 'Water onder druk') en uiteindelijk grote aardbevingen veroorzaken. Er dient dan ook rekening te worden gehouden met een verhoogd aardbevingsrisico in de directe omgeving van Fukushima. Meer informatie kan men vinden in de persmededeling van EGU "Fukushima at increased earthquake risk" (EGU, 14 februari 2012).

En ook de L'Aquila saga (zie ook 'Een brug te ver!') kent een nieuwe wending. In deze rechtzaak staan een aantal Italiaanse seismologen terecht voor onvrijwillige doodslag omdat zij door foute communicatie niet hebben kunnen vermijden dat er meer dan 300 slachtoffers vielen door de aardbeving die L'Aquila trof op 6 april 2009. Uit het relaas van de horing die plaatsvond op 15 februari 2012 (zie "New twists in Italian seismology trial" - Nature News, 16 februari 2012) lijkt het een welles-nietesspelletje te worden tussen rivaliserende groepen wetenschappers ... niets menselijk is de wetenschapper vreemd! Er wordt zelfs een Californische seismoloog bijgehaald. Maar heeft deze seismoloog het bij het rechte eind? Enerzijds beweert hij dat het weldegelijk de verantwoordelijkheid is van wetenschappers om advies te geven aan de bevolking. Is dat zo? Anderzijds kaart hij de probabilistische risico-analyse aan, omdat dit vaak de 'worst case'-scenario's over het hoofd ziet, en pleit hij dus voor meer deterministische risico-analyses. Maar is dit niet al te zwart-wit? Moet je je huis zodanig bouwen dat het de zwaarst mogelijke aardbeving in de streek kan weerstaan ... een aardbeving die misschien nog duizenden jaren op zich laat wachten? Of is het beter op basis van een probabilistische risico-analyse een verzekering aan te gaan voor de mogelijke schade die een aardbeving, van welke magnitude ook, in een tijdsbestek van enkele decennia kan veroorzaken? Wat ook de uitkomst zal zijn van deze rechtzaak, het zal een interessant precendent opleveren van hoe wetenschappers met risicocommunicatie moeten omgaan! 

 

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

09. Februari 2012, 10:30

In deze nieuwe rubriek Aardse Weetjes ga ik trachten op geregelde tijdstippen nieuwe en/of opvallende wetenschappelijke bevindingen over Planeet Aarde, die mij in de media, op blogs of in wetenschappelijke tijdschriften zijn opgevallen, met u te delen. Steeds vind je de link naar het originele bericht en/of artikel.

Nog eentje uit de 'oude doos': In augustus 2011 verscheen er in Nature (Hsiang et al., Nature 476, 438-441) nog een interessante studie waaruit, vertrekkende van een inventaris van conflicten sinds 1950, blijkt dat de waarschijnlijkheid dat een conflict of burgeroorlog uitbreekt verdubbelt in El Niño-jaren. De impact van klimaatvariatie op onze globale samenleving is dan ook niet te onderschatten.

Op 2 januari dook een eerste apocalyptische verhaal op: de Laacher See in de Vulkaaneifel bleek voor één dag tot een allesvernietigende supervulkaan te zijn uitgeroepen. Het relaas van die dag mediabelangstelling vind je in mijn artikel Er was eens een supervulkaan .... 

Tot op heden bleek tranquillityiet een mineraal te zijn dat uniek was voor Maan. Dit mineraal is inderdaad voor het eerst ontdekt in maanstalen die tijdens de Apollo 11-missie zijn genomen in de Mare Tranquillitatis (vandaar de naam van het mineraal). In Geology (Rasmussen et al., Geology 40(1), 83-86) wordt gerapporteerd dat dit mineraal nu ook gevonden is in ongeveer 1 miljard jaar oude dolerietintrusies in het Pilbaracraton in West-Australië (zie ook "Third lunar mineral - Tranquillityite found in Western Australia" - Physorg.com, 5 januari 2012).

 

In 1972 werd een memorable foto van de Aarde genomen tijdens de missie van Apollo 17. We kennen deze foto als de Blue Marble. Begin dit jaar maakte NASA nieuwe fotos van de Aarde publiek met een ongelooflijke hoge resolutie. De Blue Marble 2012 bestaat uit opnames gemaakt door de aardobservatiesatelliet Suomi NPP.

En op 5 februari wist het Russische Antarctische onderzoeksinstituut ons te melden dat ze na 14 jaar het Vostokmeer bereikt hadden, na de meer dan 3700 m dikke Antarctische ijskap te hebben doorboord. Dit meer zou wel eens enkele verrassingen in petto kunnen hebben. Voor meer dan 15 miljoen jaar is dit meer immers afgesloten geweest van de atmosfeer en biosfeer, een ware tijdscapsule van meer dan 15 miljoen jaar geïsoleerde evolutie ... (Lake Vostok is (almost) breached after 20 million years - Scientific American blog 'Life, Unbounded' - 6 februari 2012; Lake Vostok drilling success confirmed - Nature newsblog - 8 februari 2012).

 

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

07. Januari 2012, 12:00

Op 6 januari 1912 - net 100 jaar geleden - geeft de 31-jarige, Duitse meteoroloog Alfred Wegener een lezing voor de Geologischen Vereinigung aan het Senckenbergmuseum in Frankfurt. Deze lezing gaat over "Die Heraushebung der Großformen der Erdrinde (Kontinente und Ozeane) auf geophysikalischer Grundlage".

Hij waagt zich als meteoroloog dan ook in het hol van de leeuw! Voor dit publiek van geologen durft hij het aan op basis van geofysische waarnemingen te beargumenteren dat continenten niet vastliggen, maar onderling "Verschiebungen" ondergaan. Hij puzzelt ook een "Urkontinent" samen dat hij later Pangaea (Grieks voor 'alle land') zal noemen (zie figuur). Drie jaar later, in 1915, zal Wegener de overvloed aan paleontologische, geofysische en geologische argumenten voor continentverschuivingen - of wat we nu 'continentendrift' noemen - samenbrengen in zijn meesterlijke werk Die Entstehung der Kontinente und Ozeane.

Dat hij al een tijdje met dit idee rondliep, bewijst een fragment uit een brief die hij op 6 november 1911 schreef aan zijn schoonvader Wladimir Peter Köppen, zelf een gerenomeerd wetenschapper: 

"Wenn ich auch nur durch die übereinstimmenden Küstenkonturen darauf gekommen bin, so muß die Beweisführung natürlich von den Beobachtungsergebnissen der Geologie ausgehen. Hier werden wir gezwungen, eine Landverbindung zum Beispiel zwischen Südamerika und Afrika anzunehmen, welche zu einer bestimmten Zeit abbrach. Den Vorgang kann man sich auf zweierlei Weise vorstellen: 1) Durch Versinken eines verbindenden Kontinents 'Archhelenis‘ oder 2) durch das Auseinanderziehen von einer großen Bruchspalte. Bisher hat man, von der unveränderlichen Lage jedes Landes ausgehend, immer nur 1) berücksichtigt und 2) ignoriert. Dabei widerstreitet 1) aber der modernen Lehre von der Isostasie und überhaupt unseren physikalischen Vorstellungen. Ein Kontinent kann nicht versinken, denn er ist leichter als das, worauf er schwimmt. [...] Warum sollten wir zögern, die alte Anschauung über Bord zu werfen?“

In deze brief geeft hij immers al het geofysische hoofdargument voor de continentverschuiving, met name isostasie. Het heersende wereldbeeld was toen 'fixistisch', gestoeld op de permanentietheorie van de Amerikaanse mineraloog James Dwight Dana. Continenten en oceanen waren volgens deze theorie permanente structuren die zeer vroeg in de Aardse geschiedenis ontstaan zijn door mineralogische processen. Paleobiogeografische overeenkomsten tussen continenten konden dan ook enkel verklaard worden door weggezonken continentale landbruggen. Maar dat is nu net volgens het geofysische concept van isostasie onmogelijk: 'lichte' (lage gesteentedichtheid) continenten kunnen nu eenmaal niet verzinken in het zwaardere gesteente "warauf er schwimmt". Met de handen in het haar vraagt hij zich dan ook af waarom dit verouderde concept niet voorgoed overboord gegooid wordt!

Maar de tegenstand is onverbiddelijk voor Wegeners concept van continentverschuiving. Zo stelt de Amerikaanse geoloog Rollin T. Chamberlin in 1928 vol vertwijfeling dat "if continental drift were true, geologists would have to forget everything which has been learned in the last 70 years and start all over again". Wegener zal het spijtig genoeg zelf niet meer meemaken dat zijn theorie van continentverschuiving bewaarheid wordt. Hij sterft tijdens een van zijn onderzoeksmissies op de Groenlandse ijskap in november 1930.  

Immers, pas in 1969 zal het paradigma van de platentektoniek algemeen aanvaard worden in de geologische gemeenschap. Inderdaad, we spreken nu over platentektoniek en niet langer over continentendrift. Nu weten we dat het aardoppervlak bestaat uit een puzzel van aaneensluitende - lithosferische - aardplaten. De continenten, die zich op deze aardplaten bevinden, worden dan ook passief meegesleurd wanneer de aardplaten onderling bewegen. Continentendrift is gewoon een gevolg van platentektoniek.

Waarschijnlijk zonder het te beseffen heeft Alfred Wegener op 6 januari 1912 de belangrijkste paradigmaverschuiving in de aardwetenschappen op gang getrokken. Honderd jaar later dragen we daarvan de vruchten. Het uitzicht van de aardwetenschappen is in die honderd jaar immers voorgoed veranderd. We zien de Aarde nu als een dynamische wereld, die permanent in verandering en beweging is. Dit inzicht heeft de aardwetenschappen uiteindelijk voorbereid om de globale uitdagingen van de eenentwintigste eeuw, zoals bijvoorbeeld klimaatverandering, aan te pakken.

Met dank aan Alfred Wegener! 

 

Een muzikale ode aan Alfred Wegener door The Amoeba People: 

En in juli 2012 staat continentendrift centraal in de nieuwste Ice Age 4, een passende ode aan de meteoroloog Wegener, die het grootste deel van zijn onderzoek besteed heeft aan de Groenlandse ijskap, waar hij uiteindelijk ook gestorven is:

 

Het originele boek (4de editie uit 1929) is volledig digitaal beschikbaar:

• Wegener, Alfred, 1929. Die Entstehung der Kontinente und Ozeane.
  

 

Over deze memorable gebeurtenis is ook geschreven op volgende wetenschapsblogs:

• Berkeley Seimo Blog Today in Earthquake History: Frankfurt 1912
• Scientific American Blog 'History of Geology' January 6, 1912: Continental Drift!

Geschreven in Onderzoek | 2 Reacties | Vaste link | Afdrukken

03. Januari 2012, 22:00

De Laacher See, een idyllisch meer in de buurt van de Duitse stad Koblenz, kende even korte roem als bron van het eerste apocalyptische scenario in het doemjaar 2012. De eruptie van een 'supervulkaan' was immers nakend ... althans als we de media moesten geloven.

Een kort relaas van het korstondige gloriemoment van de Laacher See in de Vlaamse en Nederlandse media. Alles begint met een artikel in de Daily Mail (2 januari 2012 - 13h39), getiteld "Is a super-volcano just 390 miles from London about to erupt?". Dit wordt zo goed als onmiddellijk - en letterlijk - overgenomen door kranten in Vlaanderen en Nederland. In De Morgen en Het Laatste Nieuws (2 januari - 16h19) verschijnt enkele uren later het artikel "Supervulkaan roert zich op 50 km van Duits-Belgische grens" (ook in De Morgen). In de Volkskrant wordt dit "Supervulkaan roert zich op 120 km van onze grens". De ochtend nadien verschijnt in De Standaard (3 januari - 9h36) kortstondig het artikel "Duitse supervulkaan kan België volledig met as bedekken". Dit artikel wordt snel weggehaald van de digitale krant en vervangen door het artikel "Daily Mail jaagt Britten angst aan met 'supervulkaan'" (3 januari - 11h48). Dit is 6 minuten - toeval of niet? - nadat in het NRC het artikel "Supervulkaan gaat uitbarsten? Ja, en er slaat binnenkort ook een meteoriet in" verschijnt (3 januari - 11h42), een eerste blijk van een zekere kritische ingesteldheid van een krantenredactie op het apocalyptische verhaal. 's Middags wordt alles tot zijn ware proporties gebracht op de wetenschapswebstek Scientias.nl onder de hoofding "Duitse 'supervulkaan' is broodje aap" (3 januari - 14h22). Om uiteindelijk alles in perspectief te plaatsen, vernemen we later nog op de webstek De Rechtzetting dat "Duitsland begint met evacuatie Eifelgebergte". De avond eindigt met een item in Het Nieuws van VTM onder de hoofding "Duitsland bang voor supervulkaan". Met wat knip-en-plakwerk heeft de redactie van VTM uiteindelijk toch nog een draai gegeven aan de boodschap die ik wou overbrengen ...

Het 'moment de gloire' van de Laacher See - met dank aan de overijverige krantenredacties - heeft amper een etmaal mogen duren. Laat het een duidelijke boodschap zijn voor al onze redacties in dit doemjaar. Denk tweemaal na alvorens het volgende apocalyptische verhaal klakkeloos over te nemen ... het einde van de wereld is pas op 21 december!

 

Zie ook nog:

• Wired Science blog ERUPTIONS - "Fearmongering Gets Started in 2012: Laacher See is Not 'Ready to Blow'" - 2 januari 2012
• VOLCANO Discovery persmededeling - "Laacher See volcano (Germany): no reason to think it is going to erupt anytime soon" - 2 januari 2012

 

Nasleep:

• Tabloid Watch - "Mail removes scaremongering article about volcano" - 28 februari 2012

Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken

29. December 2011, 17:00

De onheilsberichten over de 'toestand van de Aarde' zijn bon ton in de jaaroverzichten. Ook 2011 is weerom een rampjaar voor het klimaat (zie De Morgen, 28 december 2011). De muis die de klimaattop in Durban baarde, is iconisch voor het falen van de internationale gemeenschap 'om het klimaat nog te redden'.

Waarom haal ik - als aardwetenschapper - over dit alles met enige 'klimaatmoeheid' mijn schouders op? Vanuit een aards perspectief lijkt dit tenslotte niets meer dan een fait divers. Immers, voor de geoloog geldt "the past is the key to the future". En uit onze zoektocht in het aardse verleden komt geen al te rooskleurig toekomstbeeld naar voren, wel integendeel (zie Op weg naar een hyperthermische gebeurtenis?). Alles wijst erop dat de wereld van de toekomst een vijandige broeikaswereld zal zijn, waarin de komende generaties zullen trachten te overleven. Veel keuze rest hen niet: aanpassen is de boodschap!

Toch wordt ons nog steeds het 'groene paradijs' voorgehouden. Niet alleen milieubewegingen en groene partijen prediken de groene revolutie. Ook het bedrijfsleven is op de 'groene trein' gesprongen. Groen is in! Het bezit van zonnepanelen, van een hybride, ecovriendelijke wagen, van een passiefwoning, wordt vandaag als trendy afgeschilderd. Ook niet voor niets dat de reclamejongens het 'groene goud' hebben ontdekt. Aan groen is immers veel geld te verdienen. Maar haalt het allemaal nog iets uit? We blijven met zijn allen - 7 miljard ondertussen - wel nog altijd consumeren. Onze honger naar meer is niet te stillen. Het is niet omdat Mc Donalds zijn logo 'vergroent', dat de wereld er plots beter aan toe is ... of wat dacht je van de zonnebloem van bp? 

 

 

Hoe men het draait of keert, de realiteit gebiedt ons te erkennen dat het vijf na twaalf is. De menselijke impact op klimaat en leefmilieu is zo groot dat er geen weg terug is. Zonder het te beseffen - de mens had bij het begin van de industriële revolutie onvoldoende kennis over de werking van de aardse systemen - heeft de mens een globaal experiment opgestart dat niet meer terug te draaien valt, dat onze controle totaal ontglipt is. Het enige wat ons nu nog rest ... is redden wat er te redden valt. De wereld van de toekomstige generaties zal niet meer zijn als de onze. Het tijdperk van de overvloed loopt op zijn einde.

Als ik deze eerder sombere vooruitzichten tijdens lezingen aan mijn toehoorders voorhoud, dan krijg ik onvermijdelijk de vraag: wat nu? Heeft al dat 'milieugedoe' nog we zin? Eigenlijk kan ik dan bijna niets anders dan te antwoorden: doe maar voort zoals je bezig bent. "Après nous le déluge!" Want uiteindelijk ... de Aarde zal dit allemaal wel 'overleven', alleen de mens zal verworden tot een onooglijk akkefietje in de aardse geschiedenis.

Als aardwetenschapper, die elke dag weer beetje bij beetje de wondere wereld van Planeet Aarde tracht te doorgronden, ben ik toch geneigd om tegen een dergelijke 'egoïstische' ingesteldheid in te gaan. Er zijn natuurlijk de klassieke 'groene' argumenten van duurzaamheid, van solidariteit met alle wereldburgers (onze soortgenoten), van solidariteit met de komende generaties ... tot zelfs de 'diepgroene' overtuiging ("deep ecology") van solidariteit met alle levende wezens op Aarde. En uiteindelijk geef je eigenlijk geen wetenschappelijk antwoord meer op de vraag 'wat nu?', maar eerder een ethisch - bijna religieus - antwoord dat vertrekt vanuit de overtuiging dat we respect moeten opbrengen voor het wonder dat Planeet Aarde is.

Tot een collega-filosoof me voor de voeten wierp dat een dergelijke 'haast animistische, antropomorfe' visie op Planeet Aarde totaal onverenigbaar is met de 'objectiverende' manier waarop ik als natuurwetenschapper naar de kosmos, de Aarde en het leven op Aarde hoor te kijken. Vanuit zo'n strikt objectiverende zienswijze kan de mens immers niet 'zondigen' tegen de planeet. We zijn er immers gewoon een deetje van, hoe marginaal ook. De mens is een soort onder de soorten, net zoals een leeuw, een bladluis, een eik of een bacterie. Net als hen zitten we gevangen in een evolutief keurslijf. Een bladluis ligt toch ook niet wakker over de wereld van zijn nakomelingen. Onvermijdelijk kom je dan tot een geobjectiveerd wereldbeeld waarin zorg voor het milieu totaal niet past in het plaatje. Of toch?

Kan er een geobjectiveerde reden gevonden worden voor het nastreven van een duurzame wereld, van ons milieubewustzijn? Misschien wel. Waarom liggen we wakker over het globale klimaat op het einde van deze eeuw? Waarom zijn we bezorgd om de wereld van onze nazaten? Is het misschien een blijk van de evolutieve overlevingsdrang van onze soort? "Business as usual" zou immers onvermijdelijk leiden tot een verzwakking ... en mogelijk het uitsterven van onze soort. Zorg voor het milieu moet de mens als soort toelaten tijd te winnen om resistentie op te bouwen tegen een vijandige broeikaswereld, en zo uiteindelijk te overleven.

Zo bekeken, is milieubewustzijn, respect voor de Aarde, drang naar duurzaamheid meer dan enkel een 'animistische, antropomorfe' kijk op Planeet Aarde. Misschien is het ook een 'geobjectiveerde' kijk op een soort die zijn evolutief voortbestaan tracht te verzekeren. 

Geschreven in Klimaat | 1 Reacties | Vaste link | Afdrukken

04. December 2011, 21:00

Bufo bufo, de 'gewone pad', die in aardbevingsgevoelige gebieden een anticiperend gedrag zou vertonen enkele dagen voor een aardbeving? Feit of mythe? Hebben we de 'Heilige Graal' in de aardbevingsvoorspelling dan eindelijk gevonden.

Afwijkend gedrag van dieren enkele uren, dagen tot zelfs maanden voor een verwoestende aardbeving behoren tot de klassieke ‘anekdotiek’ rond aardbevingen. Deze waarnemingen zijn wel steeds post hoc gebeurd, terugkijkend op de fatale feiten die zich hebben voorgedaan. Vage herinneringen krijgen plots gewicht doordat wat in tijd blijkt samen te vallen misschien ook wel oorzakelijk met elkaar in verband te brengen is.

Zelfs Charles Darwin beschreef in zijn reisverslag tijdens de Beaglereis afwijkend gedrag van vogels toen hij op 20 februari 1835 de zware aardbeving rond Concepción in Chili meemaakte (geschatte magnitude rond 8): "At ten in the morning of the 20^th of February, very large flights of sea-fowl were noticed, passing over the city of Concepcion, from the sea-coast, towards the interior: and in the minds of old inhabitants, well acquainted with the climate of Concepcion, some surprise was excited by so unusual and simultaneous a change in the habits of those birds, no signs of an approaching storm being visible, nor any expected at that season. ... At forthy minutes after eleven, a shock of an earthquake was felt. ..." Darwin hield het echter enkel bij deze waarneming. Het legde zeker geen oorzakelijk verband tussen het ongewoon gedrag van de vogels en de aardbeving. Verderop schreef hij ook nog dat "The poultry flew about screaming wildly. Horses and other animals were gently frightened, standing with their legs spread out, and their heads down, trembling excessively" (Charles Darwin Beagle dagboek 20 February 1835).

Maar wat met de bijzondere waarnemingen die een groep biologen van The Open University te Milton Keynes (U.K.) deden in het meer van San Ruffino nabij Perugia in Centraal Italie? Naar jaarlijkse gewoonte onderzochten zij het gedrag van de Bufo bufo, de 'gewone pad', tijdens het paar- en paaiseizoen in het voorjaar. De padden trekken immers elk jaar naar dit meer om zich voort te planten, geprikkeld door de warmte van de prille lente. Op 31 maart 2009 doen ze een opmerkelijke waarneming: het aantal mannelijke padden rond de paaiplaats valt plots terug van 96 individuen tot bijna 0. Een raadsel! Padden blijven normaal gezien op de paaiplaats voor 3 tot 7 weken totdat het paaien voorbij is. 6 dagen lang bleken er nauwelijks mannelijke padden aanwezig te zijn in het meer. Tegen 9 april – bij volle maan – nam het aantal terug toe tot bijna de helft van het oorspronkelijke aantal alvorens terug af te nemen. Tot 15 april bleven de aantallen padden abnormaal laag. Waar zaten al die padden? En waarom vertoonden deze mannelijke padden zo’n afwijkend gedrag?

Op 6 april 2009 sloeg zo’n 75 km ten zuiden van het meer het noodlot toe. Een zware aardbeving (magnitude M = 6,3) legde L’Aquila in puin. Meer dan 300 mensen verloren hierbij het leven (zie ook ‘Een brug te ver’). Dit is 5 dagen na het plotse verdwijnen van de padden in het meer van San Ruffino.

Rachel A. Grant en haar medewerkers leggen het verband tussen beide gebeurtenissen. Voor hen is voor het eerst wetenschappelijk aangetoond dat er een oorzakelijk verband is tussen afwijkend gedrag van dieren en een nakende aardbeving … dit vooral omdat – in tegenstelling tot de anekdotische post hoc verhalen – het in hun geval gaat over een onafhankelijke waarneming van een bizar, onverklaarbaar gedrag van de padden in een aardbevingsgevoelige regio net voor een aardbeving. Maar hoe konden de padden 5 dagen op voorhand op 75 km afstand de nakende aardbeving ‘voelen’ aankomen? Friedemann T. Freund van de NASA leverde haar het antwoord. 5 dagen voor de aardbeving deden zich ook ionosferische verstoringen voor boven Centraal-Italië. Deze verstoringen zouden wel eens veroorzaakt kunnen zijn door het vrijkomen van geladen deeltjes uit de aardkorst onder spanning net voor een aardbeving; deze deeltjes zouden dan kunnen reageren met het grondwater ter vorming van waterstofperoxide, wat dan weer zou kunnen reageren met organisch materiaal ter vorming van giftige stoffen voor de fauna in meren en poelen.

Voor hen lijkt er voldoende bewijs dat Bufo bufo grote seismische gebeurtenissen kan 'voorspellen' en hierop gedragsmatig anticipeert door het meer te verlaten, en mogelijk naar hoger gelegen zones te trekken om minder risico te lopen op bergstortingen, grondverschuivingen en overstromingen, al blijft dit vluchtscenario totaal niet aangetoond. Dit zou een preseismische overlevingsreflex zijn van deze paddensoort. Volgens de onderzoekers hebben deze padden door evolutionaire druk een uiterst efficiënt ‘vroeg aardbevingsdetectiesysteem’ ontwikkeld, net omdat padden traag bewegende dieren zijn, die uren tot dagen nodig hebben om zich in veiligheid te brengen, dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld vogels.

Maar waarom zouden padden het meer ontvluchten naar hoger gelegen zones? Wordt hier niet al te veel vanuit een ‘menselijk’ standpunt geredeneerd? Wordt hier niet een opmerkelijke ‘intellectuele’ capaciteit toebedeeld aan de ‘gewone pad’? Hoe weten deze padden – zelfs al reageren ze op toxische stoffen in het meer – dat dit wijst op een nakende aardbeving? En in welke richting – weg van het epicentrum? – moeten ze vluchten? Uiteindelijk moeten we hier ons de vraag stellen wat het evolutief voordeel zou kunnen zijn van een dergelijk aardbevingsontwijkend gedrag. De frequentie van voor padden levensbedreigende aardbevingen is – zelf in Centraal Italië – zo klein dat het verwonderlijk zou zijn indien dit een evolutief effect zou hebben. En wat betekent dit voor onze Belgische Bufo bufo? Zou deze hopeloos verloren zijn in een Centraal-Italiaans meer als een aardbeving toeslaat? Het lijkt zeer onwaarschijnlijk dat laag-frequente hoge-impactgebeurtenissen, zoals aardbevingen, vulkaanuitbarstingen, meteorietinslagen, …, überhaupt enig spoor achterlaten in de evolutie van welke soort dan ook.

De waarneming blijft onweerlegbaar. 5 dagen voor de aardbeving te L’Aquila vertonen in een meer 75 km ten noorden van het epicentrum mannelijke padden een afwijkend, totaal onverklaarbaar gedrag, vooral net voor volle maan, de piek van het voortplantingseizoen. Maar heeft dit afwijkende gedrag te maken met de nakende aardbeving, die mogelijk verantwoordelijk is voor subtiele veranderingen in de fysico-chemische omgeving van het meer? Dit blijft verre van bewezen. Wordt hier weer niet de fout gemaakt dat correlatie – in de tijd – gelijk gesteld wordt aan oorzakelijk verband: “met dit, dus vanwege dit”.

Ook dit verhaal van de Italiaanse Bufo bufo dient te worden verwezen naar het rijk van de anekdotiek!

 

• BBC Nature How animals predict earthquakes, 1 December 2011
• Grant, R.A. & Halliday, T. 2010. Predicting the unpredictable; evidence of pre-seismic anticipatory behaviour in the common toad. Journal of Zoology 281, 263-271. doi: 10.1111/j.1469-7998.2010.00700.x
• Grant, R.A. et al. 2011. Ground Water Chemistry Changes before Major Earhtquakes and Possible Effects on Animals.Int. J.Environ. Res. Public Health 8, 1936-1956. doi: 10.3390/ijerph8061936

 

• Scientific American, History of Geology Blog Can Animals Sense Earthquakes?, 12 December 2011

Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken