SciLogs International .com.be.es.de

Recentste blogposts RSS

Eénmaal in de duizend jaar

08. April 2011, 16:29

De Mw 9.0 Tohoku-aardbeving van 11 maart 2011 sloeg hard toe, in de eerste plaats voor alle getroffenen in Noordoost-Japan, maar ook voor de seismologische gemeenschap. De aardbeving kwam totaal onverwacht, zowel wat de plaats betreft als wat de magnitude betreft! En dit voor het aardbevingsland bij uitstek. Planeet Aarde blijft ons altijd één stapje voor. Het is dan ook weerom tijd om de nodige lessen te trekken.

Seismogene breuksegmenten

De magnitude van een aardbeving is een fysische parameter die aangeeft hoeveel spanningsenergie er is vrijgegeven tijdens de aardbeving. De magnitude is dan ook proportioneel aan enerzijds de oppervlakte van het verschoven breuksegment en anderzijds de gemiddelde verplaatsing op dit breuksegment. Het is immers bij het verschuiven van een breuksegment dat de opgeslagen spanningsenergie wordt vrijgegeven. Op dit basisprincipe is de momentmagnitude (Mw) gebaseerd. Dit is trouwens de magnitudeschaal die vandaag courant gebruikt wordt, zeker in het geval van middelmatige en zware aardbevingen, dit ter vervanging van de eerder 'lokale' Richterschaal.

Concreet betekent dit concept van momentmagnitude nu dat we empirische regels hebben ontwikkeld die ons de maximale magnitude vertellen die we kunnen verwachten als een breuksegment dat we geïdentificeerd hebben, volledig openscheurt. We zijn inderdaad in staat om op basis van seismologisch, geodetisch, geofysisch en geologisch onderzoek in complexe breuksystemen dergelijke seismogene breuksegmenten ('seismogenic source areas') individueel te onderscheiden ... en dus de maximaal te verwachten magnitude te 'voorspellen'.

Langsheen de Pacifische kust van noordelijk Honshu en Hokkaido zijn zo vijf seismogene breuksegmenten te herkennen. Langs dit kustgebied verdwijnt de oude oceanische lithosfeer van de Pacifische plaat in subductie onder de continentale lithosfeer van de Okhotskplaat. Ter hoogte van Hokkaido kennen we deze subductiezone als de Kurillentrog. Hier zijn twee segmenten te onderscheiden: Nemuro-oki en Tokashi-oki. Ter hoogte van Noordoost-Honshu (Tohoku) herkennen we langs de Japantrog nog eens drie segmenten: Sanriku-oki, Miyagi-oki en Fukushima-oki. Op elk van deze segmenten zijn aardbevingen mogelijk met een magnitude van Mw 7,4 tot Mw 8,3 met een frequentie van één aardbeving om de dertig à vijftig jaar. De laatste aardbevingen op het Fukushima-okisegment in 1938 met een magnitude Mw 7,4 en op het Miyagi-okisegment in 1978 met een magnitude Mw 7,6 lagen dan ook volledig in de lijn van de verwachtingen. Dus de verwondering was verre van groot toen om 9 maart 2011 een aardbeving met een magnitude van Mw 7,2 zich voordeed voor de kust van Sendai (zie ook Over voorschokken en naschokken).

 

Op deze kaart van noordoostelijk Honshu en Hokkaido (Hashimoto et al. 2010) zijn de vijf seismogene breuksegmenten langs de Kurillen- en Japantrog aangeduid door middel van de blauwe contouren ('slip-deficit areas'); de groene sterren geven de epicentra aan van grote aardbevingen (Mw > 7,5) in de laatste eeuw; de groene ellipsen geven de bijhorende tsunamibronnen weer. 


Maar wat zich twee dagen later voordeed, lag volledig buiten de verwachtingen ... of misschien toch niet. De Tohoku-aardbeving sprong immers van het ene segment naar het andere (dit wordt mooi geïllustreerd op de webstek van Harvard University), en scheurde dus meerdere segmenten open tijdens éénzelfde 'monsteraardbeving'. Dit leverde uiteindelijk een magnitude van Mw 9,0 op. Een zware aardbeving blijkt eigenlijk niets meer te zijn dan een kleine aardbeving die uit de hand loopt ... en hoe valt dit nu ooit te voorspellen?!

Paleoseismologische studies langsheen de oostkusten van Hokkaido deden echter vermoeden dat een dergelijke 'monsteraardbeving' wel eens meer zou kunnen voorkomen. Alles wijst erop dat in de 17de eeuw het Nemuro-oki- en Tokashi-okisegment samen scheurden in een 'monsteraardbeving' die een tsunami veroorzaakte die tot meer dan 4 km landinwaarts afzettingen achterliet (cf. Sawai et al. 2009).

En wat met het kustgebied van Tohoku? Ook daar hebben studies naar tsunami-afzettingen aan het licht gebracht dat een tsunami zoals deze van 11 maart zich eerder heeft voorgedaan, met name op 13 juli 869! Deze Jogan-aardbeving had mogelijk een magnitude van 'slechts' Mw 8,3 maar veroorzaakte een tsunami die meer dan 4 km landinwaarts binnentrok in de Sendaivlakte (cf. Minoura et al. 2001). Hoogstwaarschijnlijk vielen er ongeveer 1000 slachtoffers te betreuren. Minoura en collega's schrijven in hun artikel in 2001 trouwens de profetische woorden "More than 1100 years have passed since the Jogan tsunami and, given the reoccurrence interval, the possibility of a large tsunami striking the Sendai plain in high". Hun profetie is op 11 maart 2011 uitgekomen!

Oude subductie

De Japan- en Kurillentrog stonden eigenlijk niet op het prioriteitenlijstje van de Japanse seismologen. Langs deze troggen doet zich immers een subductie voor van de 'oude' oceanische lithosfeer van de Pacifische plaat (ongeveer 140 miljoen jaar oud). Algemeen werd aangenomen dat dergelijke subductiezones niet echt in staat zijn om de zwaarste megathrust-aardbevingen op te wekken. De subductie van de 'jonge' oceanische lithosfeer van de Filippijnse plaat onder het zuidelijke Honshu - ter hoogte van de Nankaitrog - trok dan ook alle aanleiding, ook omwille van de nabijheid van grote agglomeraties zoals Osaka, Kobe en omgeving. Deze jonge, 'warme' en 'lichte' oceanische lithosfeer veroorzaakt bij subductie immers zo veel wrijving dat de zwaarste megathrust-aardbevingen hier te verwachten zijn. 

Op deze kaart (Hashimoto et al. 2010) van de plaattektonische context van Japan is te zien dat ter hoogte van de Kurillen- en Japantrog de oude Pacifische plaat (in geel) onder Japan (Okhotskplaat) duikt; ter hoogte van de Nankaitrog duikt de jonge Filippijnse plaat (in blauw) onder Japan (Euraziatische plaat). Onder Tokyo zitten al deze platen in een knoop (zie Op bezoek in het land van aardbevingen - een plaattektonische knoop).

 

De memorabele megathrust-aardbeving voor de kusten van Atjeh op Sumatra op 26 december 2004 was eigenlijk al een waarschuwing dat deze empirische regel misschien wel niet opging. Ook daar duikt 'oude' oceanische lithosfeer onder Indonesië. De Tohoku-aardbeving bevestigt nu eigenlijk dat deze wetmatigheid sterk in vraag dient te worden gesteld. Het is duidelijk dat het onderzoek nieuwe paden dient te bewandelen. Algemeen aanvaarde empirische regels zijn immers door de ontluisterende realiteit gewoon van tafel geveegd.

Lessen voor de toekomst

Een belangrijke les die we kunnen trekken uit de 'monsteraardbeving' en 1000-jarige tsunami is dat de aardbevingscultuur in Japan werkt (zie Op bezoek in het land van aardbevingen - een aardbevingscultuur), zelfs in een worst case scenario! Sinds oktober 2007 is een aardbevingswaarschuwingsysteem (zie Op bezoek in het land van aardbevingen - waarschuwing) operationeel in Japan. De inwoners van Tokyo kregen dan ook een waarschuwing ongeveer 80 seconden voor de zware schokken toesloegen. Dit lijkt niet veel, maar toch kunnen in die tijdspanne de nodige voorzorgsmaatregelen genomen worden. Niet voor niets dat Californische seismologen pleiten dat een dergelijk systeem dringend ontwikkeld wordt voor de noordwestkust van de Verenigde Staten en Canada (zie Seismologists urge creation of earthquake early warning system along Pacific Coast). Ook het investeren in aardbevingsbestendig bouwen (zie Op bezoek in het land van aardbevingen - een aardbevingscultuur) en strikte bouwcodes heeft geloond. Het merendeel van de gebouwen lijkt de aardbeving te hebben overleefd. Ook het tsunami-alarm heeft naar behoren gewerkt: 3 minuten na de aardbeving gingen de sirenes af; pas een half uur later sloeg het onheil toe. En wat met de tsunamimuren? 40% van de Japanse kust kent een kustbeveiliging. Vele havens zijn beschermd door 10 meter hoge tsunamimuren. Maar deze bleken in vele gevallen niet voldoende om de muur van water tegen te houden. De vraag kan gesteld worden of deze muren de inwoners een vals gevoel van veiligheid hebben gegeven. Misschien wel ... maar anderzijds hebben de muren de impact ook vertraagd, wat zeker weer mensenlevens gered heeft. Het verhogen van de tsunamimuren - om de 1000-jarige tsunami te weerstaan - lijkt trouwens geen optie. Hier dient leefbaarheid achter 20 meter hoge muren afgewogen worden tegen de bescherming tegen een megatsunami die mogelijk eenmaal in de duizend jaar voorkomt.

En wat met de wetenschap? Ook deze zal uit deze aardbevingsramp de nodige lessen (moeten) trekken. We mogen ons niet laten 'indommelen' in de waan dat we aardbevingen beginnen te begrijpen en dat aardbevingen onze empirische wetmatigheden of computermodellen gedwee volgen. Planeet Aarde blijkt toch steeds een verrassing in petto te hebben. Nog meer dan ooit moeten we investeren in het verleden te graven - letterlijk dan - van seismogene en tsunamigene breuksystemen. In het 'diepe verleden' ligt immers de sleutel om de toekomst te voorspellen!


Extra informatie en referenties:



Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Natte gebergten en droge breuken

18. Maart 2011, 07:19

De economische bloei in de nasleep van de economische crisis van 2008-2011 zorgt voor een stijging van de metaalprijzen. Enerzijds heeft dit te maken met de toenemende vraag van een aantrekkende economie; anderzijds met steeds slinkende ertsreserves en de steeds moeilijkere omstandigheden om metaalertsen te ontginnen.

De meeste metaalertsen worden gevormd op enkele kilometers diepte in de ondergrond. Ze zijn steeds het resultaat van een aanrijkingsproces van oorspronkelijk fijn verdeeld metaal in het gesteente. Deze aanrijking doet zich voor in een waterrijke omgeving. Fijn verdeeld metaal lost op uit het brongesteente in diepe formatiewaters. Eenmaal opgelost wordt het samen met zwavel en chloorverbindingen getransporteerd doorheen poriën van het gesteente of langs netwerken van spleten en breuken door het gesteente. Bij veranderende omgevingsomstandigheden zullen de opgeloste metalen uit die waterige oplossing als mineralen neerslaan in spleten en breuken. Zo ontstaan aders. In hoeverre dit aanrijkingsproces economisch uitbaatbare metaalertsvoorkomens oplevert, hangt uiteindelijk grotendeels af van heel wat omgevingskenmerken die een rol spelen tijdens het aanrijkingsproces: temperatuur, druk, zout- en gasgehalte van de waterige oplossing, porositeit en permeabiliteit van het gesteente. Slechts wanneer de juiste combinatie van omgevingskenmerken zich voordoet, zal een economisch interessant eindproduct het resultaat zijn.

De ondergrond in het noordwesten van Bretagne (Frankrijk) bestaat uit de restanten van een oud gebergte dat zich zo'n 300 miljoen jaar geleden uitstrekte van Spanje tot Polen. Ook in de Ardennen vinden we daar de restanten van terug. Doordat dit gebergte grotendeels ontmanteld is, kijken we nu diep in de kern van het oude gebergte, naar gesteenten die ooit een tiental kilometer diep lagen. Dit is een ideale plaats om aders te bestuderen die op deze diepte gevormd zijn. Ons onderzoek bestaat uit het achterhalen van de omgevingskenmerken ten tijde van de vorming van de aders. Dit stelt ons in staat de vloeistofbewegingen die zich afspeelden tijdens de gebergtevorming te karakteriseren in tijd en ruimte. We selecteerden hiervoor een specifieke gesteenteformatie die op verschillende plaatsen in westelijk Bretagne kan bestudeerd worden. Deze formatie, opgebouwd uit een afwisseling van zandsteen- en kleisteenlagen, valt op door de grote verscheidenheid aan kwartsaders, die allemaal ontstonden tijdens de oude gebergtevorming door spleet- en breukvorming.  De waterige oplossing waaruit de aderkwarts neersloeg, blijkt uiteindelijk het oorspronkelijke zeewater te zijn dat meer dan 80 miljoen eerder tijdens de begraving van de sedimenten in de poriën van het sediment gevangen werd. Het oude gebergte was doornat!
 
Verder hebben we een belangrijk verticaal breuksysteem dat dwars door het oude Bretagne loopt – het Noord-Armoricaanse breuksysteem - bestudeerd. Zulke verticale breuksystemen bevatten regelmatig belangrijke ertsafzettingen, vooral omdat zij vaak diepe vloeistofreservoirs aantappen. In het geval van het Noord-Armoricaanse breuksysteem zien we echter dat de gesteenten weinig kwartsaders bevatten. We besluiten hieruit dat dit breuksysteem niet gediend heeft als een belangrijk pad waarlangs vloeistoffen bewogen. De breuk was kurkdroog!

Tenslotte vinden we doorheen heel noordwestelijk Bretagne metersdikke kwartsaders. Deze bevatten een complex patroon van verschillende kwartsopvullingen, die neersloegen bij afnemende temperaturen en toenemend zoutgehalte (tot 8 maal het zoutgehalte van zeewater). Normaal gezien hebben zulk zoutrijke waters  een grotere kans om metalen te transporteren en dus economisch interessante ertsafzettingen te vormen. Spijtig genoeg is dit niet gebeurd in Bretagne. 
 
In de diepe wortelzones van gebergten is de evolutie van vloeistofsystemen zeer complex, zowel in ruimte als in tijd. Ons onderzoek wijst uit dat water alomtegenwoordig is tijdens de vorming van het gebergte. Een gebergte is doornat tot diep in zijn wortels. Maar het aanrijkingsproces dat uiteindelijk aanleiding geeft tot economische ertsvoorkomens blijkt dan weer meer een ‘toevalstreffer’ te zijn. Er zijn zo vele omgevingsfactoren die hierin een rol spelen, dat voorspellen of het aanrijkingsproces al of niet tot een ertsvoorkomen zal leiden, zeer moeilijk wordt. In het oude gebergte van Bretagne is het niet helemaal gelukt, en resten ons enkel niet-economische kwartsaders.  

 

Deze blog is geschreven naar aanleiding van het doctoraal proefschrift van Dr. Isaac Berwouts binnen de Onderzoeksgroep Geodynamica & Geofluïda van het Departement Aard- en Omgevingswetenschappen aan de K.U.Leuven.

© Manuel Sintubin & Isaac Berwouts 2011

 



Geschreven in Onderzoek | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Over voorschokken en naschokken

13. Maart 2011, 18:07

Op 9 maart 2011 deed zich 200 km voor de kust van de Japanse stad Sendai een relatief zware aardbeving voor met een magnitude van 7,2. Twee dagen later lijkt het dat dit de voorschok was van 'the big one'. Achteraf voorspellen is natuurlijk altijd zo eenvoudig. Maar is het echt zo eenvoudig?

Taxonomie van aardbevingen

Traditioneel worden aardbevingen in verschillende vakjes gestoken. Een hoofdschok wordt voorafgegaan door voorschokken en gevolgd door naschokken. Een voorschok wordt omschreven als een aardbeving met een kleinere magnitude in de directe nabijheid van de hoofdschok en in een kort tijdbestek voor de hoofdschok. Een aardbeving wordt natuurlijk pas een voorschok als deze inderdaad snel gevolgd door een aardbeving met een grotere magnitude. Anders blijft het gewoon een hoofdschok. Studies wijzen uit dat ongeveer de helft van hoofdschokken voorafgegaan wordt door voorschokken. Met veel interesse wordt naar deze voorschokken gekeken. Het herkennen van voorschokken zou wel eens relevant kunnen worden in het 'voorspellen' van de hoofdschok. Elke hoofdschok wordt gevolgd door een naschoksequentie. Een naschok is een aardbeving met een kleinere magnitude dan de hoofdschok die zich voordoet in een zone rond het verschoven breuksegment dat de hoofdschok heeft veroorzaakt. De vroegste naschokken concentreren zich echt op en rond de geactiveerde breuk net buiten het verschoven breuksegment. Maar naschokken kunnen ook voorkomen op breuken in de onmiddellijke omgeving van het verschoven breuksegment. Zowel de frequentie als de magnitude van de naschokken neemt snel af met de tijd. Al kan deze afnemende naschoksequentie verstoord worden door een afwijkende naschok met een hoger dan verwachte magnitude. De vraag kan echter gesteld worden of we hier dan nog wel van een naschok kunnen spreken of dat we met een nieuwe aardbeving te maken hebben. Beantwoordt de eenvoudige aardbevingstaxonomie wel aan de complexe werkelijkheid van aardbevingsgedrag?

Sendai, Japan, maart 2011

Op 9 maart 2011 doet zich 200 km voor de kust van de Japanse stad Sendai een relatief zware aardbeving - de Sanriku-Oki-aardbeving - voor met een magnitude van M 7,2, gevolgd door nog 3 aardbevingen met een magnitude van meer dan M 6. Twee dagen later, op 11 maart 2011, slaat de 'big one' toe, een klassieke megathrust-aardbeving met een magnitude van M 8,9. Het epicentrum lag amper 40 km ten zuidwesten van het epicentrum van de M 7,2 aardbeving van 9 maart. Is de aardbeving van 9 maart nu een voorschok van de aardbeving van 11 maart? Hadden we de 'big one' kunnen zien aankomen?

Deze figuur geeft het voorlopige breukmodel weer van de 'big one' - de Tohoku-Chiho Taiheiyo-Oki-aardbeving (Harvard Seismology). De witte ster geeft het epicentrum weer van de hoofdschok van 11 maart 2011. Een breuksegment van bijna 390 km op 240 km is verschoven (zwart omlijnd) op meer dan 20 km diepte. Hoe roder de kleur, hoe meer energie er vrijgekomen is en hoe groter het verschoven breuksegment (op de webstek van Harvard Seismology kan je mooi zien hoe het verschuiven van het breuksegment zich heeft voorgedaan tijdens de aardbeving). De maximale verschuiving wordt geschat op bijna 20 meter. De groene contouren in het noordoosten geven het verschoven breukvlak weer van de M 7,2 aardbeving van 9 maart (kleine ster is epicentrum van aardbeving). De rode contouren in het zuiden geven het verschoven breukvlak weer van de eerste naschok (M 6,8), 30 minuten na de hoofdschok (kleine ster is epicentrum) (op de Japan Quake Map kan je het tijdsverloop van de aardbevingen sinds 11 maart 2011 volgen).

Er is echter geen overlap van de verschoven breuksegmenten van de 3 aardbevingen, de 'voorschok' van 9 maart, de hoofdschok, en de eerste 'naschok'. De 'voorschok' en 'naschok' doen zich niet voor op het breukvlak van de hoofdschok. Strikt genomen is de aardbeving van 9 maart dan ook geen voorschok. Wat wel met enige zekerheid kan gezegd worden, is dat deze aardbeving de 'big one' heeft aangevuurd ('triggering') door het onder extra spanning brengen van het breuksegment dat 2 dagen later doorgeschoven is met alle catastrofale gevolgen vandien. Hetzelfde kan gezegd worden over de eerste grote 'naschok', die zich op een ander breukvlak heeft voorgedaan. Ook deze zware aardbeving lijkt eerder een 'aangevuurde' aardbeving. Deze drie aardbevingen vormen een mooi voorbeeld van aardbevingsinteractie.

Christchurch, Nieuw-Zeeland, februari 2011

De aardbeving - met een magnitude M6,3 - die op 21 februari 2011 Christchurch trof, lijkt dan weer een krachtige 'naschok' te zijn van de Darfieldaardbeving van 4 september 2010 met het epicentrum ongeveer 50 km ten westen van Christchurch. De Darfieldaardbeving had een magnitude van M 7,1 en deed zich voor op de tot dan toe niet gekende verticale Greendalebreuk. Een breuksegment van ongeveer 50 km op 10 km verschoof. De maximale verplaatsing liep op tot ongeveer 35 cm. De breukverplaatsing reikte tot aan het aardoppervlak en gaf een oppervlaktescheur van bijna 25 km lang (zie dikke rode lijn op kaart).

Op deze figuur (GeoNet, Nieuw-Zeeland) zie je in het groen de epicentra van alle aardbevingen die zich in de omgeving van Christchurch hebben voorgedaan tussen 4 september 2010 en 22 februari 2011. Dit zijn de 'naschokken' van de Darfieldaardbeving. In het rood zijn de epicentra van alle 'naschokken' van de Christchurchaardbeving aangegeven (op de Christchurch Quake Map kan je het tijdsverloop van de aardbevingen sinds 4 september 2010 volgen). In het patroon van de 'groene' aardbevingen zie je enerzijds een hele zwerm die zich concentreert rond de Greendalebreuk (dikke rode lijn) - dus echte naschokken, en anderzijds epicentra opgelijnd volgens een noord-zuid lopende breukstructuur net ten noorden van het epicentrum van de Darfieldaardbeving, alsook opgelijnd volgens een WZW-ONO lopende breukstructuur ten zuidoosten van de Greendalebreuk. Deze laatste aardbevingen doen zich allemaal voor op het breuksegment dat zal doorschuiven tijdens de Christchurchaardbeving van 22 februari. Zijn deze 'groene' aardbevingen nu 'naschokken' van de Darfieldaardbeving of 'voorschokken' van de Christchurchaardbeving? Wat weerom met enige zekerheid kan gezegd worden, is dat door de Darfieldaardbeving naburige breuksystemen onder extra spanning zijn komen te staan en dat de Darfieldaardbeving de Christchurchaardbeving heeft aangevuurd.

Aardbevingsinteractie 

De klassieke taxonomie van aardbevingen lijkt meer en meer te falen wanneer we rekening houden met de complexe werkelijkheid van aardbevingsgedrag. Heeft het nog wel echt veel zin om over voor- en naschokken te spreken? Meer en meer verschuift de aandacht naar de aardbevingsinteractie. In modellen wordt er nagegaan hoe bij een aardbeving de spanning in de wijde omgeving van het verschoven breuksegment herverdeeld wordt. Zo ziet men dat bepaalde breuksegmenten onder extra spanning komen te staan en dat het risico op een nakende aardbeving toeneemt (zie ook Het Zwaard van Damocles); of dat andere breuksegmenten als het ware in een spanningschaduw terecht komen zodat het risico op een nakende aardbeving wat afneemt. Vergelijk het met een wekker. De klok wordt enerzijds verder doorgedraaid of anderzijds teruggedraaid ... alleen weten we niet wanneer de wekker voorzien is af te gaan.

Charles Richter, de grondlegger van de moderne seismologie, zei het al in 1958: "An earthquake of consequence is never an isolated event". De twee recente voorbeelden tonen dit inderdaad aan. Een zware aardbeving komt nooit alleen! Steeds is de kans reëel dat breuksystemen in de wijde omgeving onder extra spanning zijn komen te staan en dat het risico voor een aangevuurde zware aardbeving sterk is toegenomen. Maar net het beter doorgronden van deze aardbevingsinteracties zou in de toekomst wel veelbelovend kunnen zijn om zo nog beter het aardbevingsrisico te kunnen inschatten ... of zelfs nakende zware aardbevingen te kunnen voorspellen.



Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Het zwaard van Damocles

12. Januari 2011, 06:13

Een jaar geleden, op 12 januari 2010, sloeg het noodlot toe in Haïti. Een zware aardbeving met een magnitude van 7,0 verwoeste Port-au-Prince en omgeving. Meer dan 230.000 slachtoffers waren te betreuren. Meer dan 1 miljoen inwoners werden dakloos. De totale schade wordt geraamd op 7,5 à 14 miljard USD, of 120% van het jaarlijkse BNP van Haïti.

Voor de geologen kwam deze aardbeving niet als een verrassing. De 'smoking gun' was overduidelijk: de Enriquillo-Plantain Garden transformbreuk (zie figuur (a)). Deze laterale schuifvervormingsbreuk loopt immers dwars door de heuvels ten zuiden van Port-au-Prince. Deze breuk maakt deel uit van een complex breuksysteem dat de plaatbewegingen tussen de Caraïbische en Noord-Amerikaanse plaat (globaal ongeveer 2 cm per jaar) op zich neemt. Dat was wat de wetenschappers eerst dachten.

Eenmaal op het terrein stonden de onderzoekers voor enkele raadsels. Er was helemaal geen oppervlaktescheur in het landschap te vinden, iets wat normaal te verwachten is bij een aardbeving van dergelijk magnitude op een laterale schuifvervormingsbreuk. Dit in tegenstelling tot de aardbevingen in 1751 en 1770 waarvoor laterale verplaatsingen tot meer dan 3 meter zijn geïdentificeerd aan de hand van paleoseismologische onderzoek. Bovendien bleken er zich lokale tsunami's te hebben voorgedaan, totaal onverwacht bij een dergelijk type breuk. Uiteindelijk bleek ook een heel kustgebied, net ten noorden van de transformbreuk opgeheven te zijn. Meer dan 30% van de totale verplaatsing bleek te wijten aan opheffing, en dus niet aan laterale schuifbeweging.

 

Deze figuur geeft de evolutie weer in het wetenschappelijke denken met betrekking tot de verantwoordelijke breuk voor de Haïti-aardbeving. (a) het model waarbij de Enriquillo-Plantain Garden transformbreuk (E) alle beweging op zich neemt. (b) een alternatief model waarbij enkel de Léogâne-overschuivingsbreuk (L) actief is. (c) & (d) een gecombineerde schuifbeweging op beide breuksystemen; in (c) wordt een initiële beweging op E overgedragen op L; in (d) is het net omgekeerd. (c) is voor het ogenblik het algemene voorkeursmodel op basis van uitgebreid wetenschappelijk onderzoek (figuur uit Bilham 2010).

 

Alle geologische, seismologische, geodetische en andere bewijzen wezen allemaal in de richting van een onzichtbare, tot nu onbekende, overschuivingsbreuk (met een helling van 55° naar het noorden), net ten noorden van de transformbreuk - de Léogâne-overschuivingsbreuk - dat een groot deel van de verplaatsing heeft opgenomen. Dit verklaart dat er geen oppervlaktescheur te bespeuren valt, dat er lokale opheffing is, die bovendien door onderzeese afschuivingen verantwoordelijk is voor de lokale tsunami's. Deze overschuivingsbreuk bevindt zich op meer dan 2 à 5 km diepte, vandaar dat ze onzichtbaar is aan het aardoppervlak (zie figuur (b), (c) en (d)). De maximale verplaatsing op deze overschuivingsbreuk wordt geschat op 3,5 meter.

Verschillende modellen worden nu naar voren gebracht: ofwel heeft de Léogânebreuk alle verplaatsing op zich genomen (zie figuur (b)); ofwel is er een interactie geweest tussen de Léogânebreuk en het diepere deel van de Enriquillo-Plantain Garden transformbreuk (zie figuur (c) & (d)). Het model dat nu algemeen aanvaard wordt, is dat de aardbeving begonnen is op het diepere deel van de transformbreuk (E1) en vervolgens de overschuivingsbreuk (L2) heeft geactiveerd (zie figuur (c)).

De gevolgen van dit model zijn echter niet echt geruststellend voor de Haïtianen. Dit betekent immers dat slechts een diepere fractie van de Enriquillo-Plantain Garden transformbreuk ontlast is van zijn opgebouwde tektonische spanning. Het grootste deel van deze breuk zit nog volledig geblokkeerd. Er is nog voldoende tektonische spanning opgeslagen om een aardbeving te veroorzaken met een magnitude tussen 6,6 en 7,2. In het ergste geval zouden de seismische gebeurtenissen van vorig jaar wel eens het geblokkeerde deel van de transformbreuk onder extra spanning hebben gebracht en het risico op de 'big one' nog hebben vergroot.

Het doorgedreven onderzoek heeft ons weer veel bijgeleerd over de complexiteit van dergelijke breuksystemen en ons weer een stap dichter gebracht in het correct inschatten van het aardbevingsrisico op dergelijke breuksystemen. Maar het draagt ook een beangstigende boodschap in zich. De Enriquillo-Plantain Garden transformbreuk is nog niet ontlast. Een zware aardbeving - mogelijk zwaardere dan deze van een jaar geleden - hangt als een zwaard van Damocles boven de al zo geteisterde haïtiaanse samenleving.

 

Dit artikel is geschreven op basis van de verschillende publicaties gebundeld in een speciale sectie over de Haïti-aardbeving gepubliceerd in Nature Geoscience (volume 3, No 11, november 2010).



Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Geprangd tussen actieve breuken (2): de Haywardbreuk

11. Januari 2011, 20:54

De Haywardbreuk vertoont het grootste aardbevingsrisico in de San Francisco Bay Area. De kans dat op deze breuk zich een aardbeving voordoet met een magnitude van meer dan 6,7 is bijna 1 op 3 (31%). Meer nog dan de San Andreasbreuk loopt de Haywardbreuk dwars door de residentiële wijken van de East Bay, zoals in Berkeley. Tijdens mijn recent bezoekje aan de Bay Area heb ik even het traject van de Haywardbreuk door Berkeley gevolgd. 

 Het meest opvallende gebouw langsheen het traject van de Haywardbreuk is alvast het Memorial Stadium van de University of California at Berkeley. Dit stadium, gebouwd in 1925, is gebouwd bovenop de Haywardbreuk. Toen ze dit stadium bouwden, wisten de bouwheren dat ze het stadium bovenop de dextrale schuifvervormingsbreuk gingen bouwen. Ze hebben daarmee rekening gehouden en eigenlijk het stadium in twee helften gebouwd, gescheiden door een rekspleet die mogelijke bewegingen op de Haywardbreuk kon opvangen. Op de bovenstaande foto van het stadium zie je deze rekspleet centraal rechts van de open boogstructuur. Zoals vele gebouwen in de Bay Area wordt het stadium voor het ogenblik aangepast om bestand te zijn voor de komende 'big one' op de Haywardbreuk.

 Op deze foto zie je een detail van de rekspleet in het Memorial Stadium van UC Berkeley. Merk dat de rechtse helft sinds 1925 al meer dan 30 cm verplaatst is ten opzichte van de linkse helft van het stadium. Dit is wat we in het jargon aseismische kruip noemen.

 Verderop in de residentiële wijken van Berkeley kan je overal het traject van de Haywardbreuk terugvinden. Zo worden ook stoepen verplaatst door de aseismische kruip. Op deze foto zie je hoe de dextrale schuifbeweging op de Haywardbreuk ervoor gezorgd heeft dat de stoep op de achtergrond (aan de rode wagen) beetje bij beetje naar rechts verplaatst is ten opzichte van de stoep op de voorgrond.

Opmerkelijk is ook dat vele huizen pal bovenop de Haywardbreuk gebouwd zijn. De Haywardbreuk loopt inderdaad dwars door het huis op deze foto. Niet alleen moet dit huis de constante aseismische kruip ondergaan (niet al te dramatisch). maar stel je gewoon eens voor dat de 'big one' zich voordoet op de Haywardbreuk in Berkeley. Dit zou betekenen dat de twee helften van dit huis over verschillende tientallen centimeter ten opzichte van elkaar verplaatst zouden worden. Dit huis zou de oppervlaktescheur niet overleven. Het is dan ook niet te verwonderen dat net de huizen die pal op de Haywardbreuk liggen recent sterk gedaald zijn in waarde.

 

Maak een virtuele excursie langs de Haywardbreuk met Google Earth.



Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Geprangd tussen actieve breuken (1)

09. Januari 2011, 06:08

Tijdens een bezoekje aan de San Francisco Bay Area sta ik even stil bij de uitzonderlijke tektonische context waarin deze drukbevolkte regio in Californië zich bevindt: geprangd tussen twee uiterst actieve breuken.

Dwars door Californië, gelegen aan de westkust van de Verenigde Staten, loopt een van de meest actieve breuksystemen op Aarde: het San Andreasbreuksysteem. Langs dit breuksysteem schuiven twee tektonische platen in tegengestelde richting langs elkaar; in het vakjargon noemen we een dergelijke plaatgrens een transformbreuk. Ten oosten van de San Andreasbreuk vinden we de Noord-Amerikaanse plaat; ten westen de Pacifische plaat. Relatief gezien schuift de Pacifische plaat op naar het noorden ten opzichte van de Noord-Amerikaanse plaat met een gemiddelde langetermijnsnelheid van ongeveer 3,5 cm per jaar. Anders gezegd: Los Angeles (gelegen op de Pacifische plaat) schuift elk jaar gemiddeld 3,5 cm dichter bij San Francisco (gelegen op de Noord-Amerikaanse plaat).

In de San Francisco Bay Area loopt de eigenlijke San Andreasbreuk (de plaatrand) door de heuvels die de baai aan de westzijde scheiden van de Stille Oceaan. Net ten zuiden van San Francisco zelf duikt de breuk de oceaan in. Door de heuvelrug die de baai aan de oostzijde begrenst, loopt echter ook een actieve breuk, de roemruchte Haywardbreuk. Tussen beide heuvelruggen ligt een wijdse vlakte rond de baai dat nu volledig verstedelijkt is. De San Francisco Bay Area telt immers ongeveer 6,7 miljoen inwoners, woonachtig in meer dan 100 steden. De grootste agglomeraties zijn San Francisco, Oakland en San Jose. Bovendien is deze regio economisch belangrijk. Denk maar aan Silicon Valley, de regio rond Palo Alto en de Stanforduniversiteit, met de hoofdkwartieren van o.a. Apple, Microsoft, Facebook, Google, ...

Deze regio zit dus echt geprangd tussen deze twee actieve - en potentieel gevaarlijke - breuken. Het aardbevingsrisico in deze regio is uiterst hoog. De kans dat de San Francisco Bay Area getroffen wordt door een aardbeving met een magnitude van meer dan 6,7 (vergelijkbaar in kracht met de Port-au-Prince aardbeving in Haïti) voor 2036 - dus in de komende 15 jaar - wordt geschat op 63%, dus bijna 2 op 3.

Kijken we naar de individuele breuken (zie figuur) dan zien we dat vooral de Haywardbreuk in het oog dient te worden gehouden. De kans dat zich op deze breuk, die dwars door de residentiele wijken van Oakland en Berkeley loopt, een aardbeving met een magnitude van meer dan 6,7 voordoet voor 2036 is 31%, dus bijna 1 op 3. Deze breuk is eigenlijk 'over tijd', vandaar het hoge aardbevingsrisico. De laatste zware aardbeving op deze breuk - met een geschatte magnitude van 7,0 - deed zich voor in 1868, toen gekend als de 'Great San Francisco Earthquake'. Onderzoek wijst uit dat op deze breuk zich ongeveer elke 140 jaar een zware aardbeving voordoet. In 2008 werd dan ook de 140ste verjaardag van de 1868 aardbeving herdacht ...

De laatste keer dat de San Andreasbreuk in deze regio echt van zich liet horen was 1906 toen een zware aardbeving - met een geschatte magnitude van 8,0 - San Francisco in puin legde. Het epicentrum situeerde zich net ten zuiden van San Francisco. Deze aardbeving kennen we nu als de 'Great San Francisco Earthquake'. In 1989 scheurde het zuidelijke segment van de San Andreasbreuk in de Bay Area met de zware Loma Prieta-aardbeving - met een magnitude van 6,9 - tot gevolg. De schade was wijdverspreid in de ganse Bay Area, een mogelijk voorproefje van wat de regio de komende 15 jaar te wachten staat. Het risico dat er zich op de San Andreasbreuk voor 2032 een zware aardbeving met een magnitude van meer dan 6,7 voordoet, wordt geschat op 21%, bijna 1 op 5.  

 

Maar wat betekent dit aardbevingsrisico nu concreet voor de inwoners van de Bay Area. Hiervoor vertalen we het aardbevingsrisico best in een schaderisico, of de verwachten aardbevingsintensiteit (MMI schaal) (zie figuur). Dan zien we dat voor de hele regio in een tijdspanne van de volgende 50 jaar het zo goed als zeker is - meer dan 90% kans - dat iedere inwoner in de Bay Area een aardbeving zal 'voelen' en dat er wat huisraad door een aardbeving zal sneuvelen (intensiteit V). De kans op 'niet-structurele aardbevingschade' (intensiteit VI), zoals scheuren in het pleisterwerk, glasbreuk en omvallend meubilair, loopt in het zuiden van de Bay Area op tot bijna 70%. De kans op 'structurele aardbevingschade' (intensiteit VII), zoals gescheurde muren en instortende schoorstenen, loopt op tot 50% in de East Bay.

In de Bay Area zal de volgende generatie zo goed als zeker geconfronteerd worden met niet te verwaarlozen aardbevingschade. Het is alleen een kwestie van tijd alvorens de volgende 'Great San Francisco Earthquake' zal toeslaan. We weten alleen niet wanneer. Een weinig geruststellend gevoel hier tussen de wolkenkrabbers in San Francisco ...

Literatuur

Seemann, M., Onur, T., Goltz, J., Fenton, J. 2010. Probabilities of Significant Earthquake Shaking in San Francisco Bay Area Communities. Seismological Research Letters 81(6), 878-883 (doi: 10.1785/gssrl.81.6.878).



Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


2010 ... de limieten nabij!

31. December 2010, 15:21

2010 is meer dan ooit een ontluisterend jaar geweest waarin de mens des te meer geconfronteerd is geworden met limieten. Enerzijds drijft de eindigheid van de aardse rijkdommen de mens naar ongeziene extremen en risico's. Anderzijds verliest de mens meer en meer zijn weerbaarheid tegen de aardse krachten.

De verwoestende aardbeving die Port-au-Prince in Haïti trof op 12 januari (zie Als de 'kwajongens' toeslaan) is symptomatisch voor het verlies aan weerbaarheid tegen de natuurkrachten. Een volledig getraumatiseerde samenleving bleef achter; een samenleving die nauwelijk de moed blijkt te hebben om het heft in eigen handen te nemen en als een herboren feniks uit het aardbevingspuin te herrijzen. Integendeel! Verweesd blijven de Haïtianen in zak en as zitten en blijft het noodlot toeslaan onder de vorm van een cholera-epidemie en een politieke impasse. De vergelijking met Chili, dat op 27 februari getroffen werd door een veel zwaardere aardbeving (zie Puur Toeval! en Een seismich gat gedicht), is treffend. Deze aardbeving - en bijhorende tsunami - haalt nog nauwelijks de jaaroverzichten. 2010 voor Chili betekent immers de wonderbaarlijke redding van de mijnwerkers, een ware opstekker voor een zelfverzekerd land.

Maar in 2010 werd de kwetsbaarheid van de geglobaliseerde wereld plots heel zichtbaar wanneer in het voorjaar de 'middelmatige' vulkaanuitbarsting van de Eyjafjallajökull (zie Back to the future en Alles peis en vree?) het luchtverkeer boven Europa platlegde. De economische gevolgen waren niet te overzien. Maar ook de sneeuwellende, zowel in het begin als op het einde van 2010, blijken steeds meer onoverkomelijke problemen te veroorzaken voor het steeds groeiende lucht- en wegverkeer in Europa en de VS. Met een steeds groeiende economische kost. En dan hebben we het nog niet over de recente overstromingen in binnen- en buitenland, orkanen zoals Xynthia, ....  Onze maatschappij blijkt steeds minder tegen een stootje te kunnen. Wordt het geen tijd om in te zien dat er limieten zijn?

 

Maar ook de onverzadigbare honger naar natuurlijke rijkdommen om onze onduurzame levenstandaard te onderhouden, bereikt zijn limieten. Steeds grotere risico's worden genomen om het steeds schaarder wordende klompje metaal te ontginnen in steeds diepere en onveiligere mijnen, of om de laatste druppel olie te halen uit steeds diepere en moeilijker bereikbare oliereservoirs. Iconisch voor deze honger en de daaraan verbonden technologische hubris is de ondergang van Deepwater Horizon met een ongekende - maar nauwelijks zichtbare - milieuramp in de Golf van Mexico tot gevolg.

De muur waartegen onze geglobaliseerde, onverzadigbare maatschappij dreigt te pletter te slaan, komt nu wel echt in zicht. De klap lijkt niet meer te vermijden. De muis die de klimaathoogmis in Cancun gebaard heeft, spreekt hierbij boekdelen. De vraag die ons nu nog rest is of we er met volle snelheid tegenaan zullen knallen, of we nog vaart kunnen minderen om de fatale klap te verzachten. Afwachten wat 2011 in petto heeft ...



Geschreven in Algemeen | 2 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Eerlijke wetenschapscommunicatie

10. December 2010, 08:00

Recent hebben twee ontdekkingen in de natuurwetenschappen op een spectaculaire manier de wereldpers gehaald. Maar de vraag kan gesteld worden of hierdoor de wetenschap wel gediend is?

Enerzijds gaat het over de mogelijke ontdekking van een exoplaneet in de 'bewoonbare zone' van een ster, en anderzijds over een extremofiele bacterie in een meer in Californië. Maar dat zegt u misschien niet veel. Inderdaad, zo zijn deze uiterst interessante bevindingen niet in de media gebracht door respectievelijk de National Science Foundation (NSF) en de NASA, beide machtige onderzoeksorganisaties in de Verenigde Staten.

Op 29 september liet NSF in een persmededeling weten dat "our galaxy may be teeming with potentially habitable planets".  Gliese 581g bleek de eerste exoplaneet te zijn op de juiste afstand tot zijn ster om mogelijk vloeibaar water op zijn oppervlak toe te laten. In dat opzicht leek deze planeet vergelijkbaar met de Aarde. In de Vlaamse pers werd dit: Leefbare kopie van aarde gevonden (De Standaard - 01.10.2010), De 'nieuwe aarde' heeft 100% kans op leven (Het Laatste Nieuws - 30.09.2010), Is dit de nieuwe aarde? (KNACK - 30.09.2010), tot zelfs Gaf nieuwe aarde al twee jaar geleden teken van leven? (De Morgen - 01.10.2010).

Op 29 november kondigde NASA aan dat ze op een persconferentie een "astrobiological finding that will impact the search for evidence of extraterrestrial life" zouden bekend maken. Een ware speculatiegolf raasde over het internet. Zelfs deze aankondiging van een persconferentie was al wereldnieuws (bv. Nasa heeft nieuws over buitenaards leven - De Standaard - 01.12.2010). Op de persconferentie op 2 december wist NASA en de betrokken onderzoekers te melden dat er een nieuwe levensvorm ontdekt was, namelijk een 'buitenaardse' bacterie in Mono Lake in Californië (zie persbericht). De hoofdonderzoeker wist ons met veel pathos te vertellen dat "we cracked open the door for what is possible for life elsewhere in the universe. And that is profound to understand how life is formed and where life is going". En ook nu weer werden de superlatieven bovengehaald in onze eigen lokale kwaliteitspers: alle biologiehandboeken mogen naar de versnipperaar (Bizarre bacterie lijkt wel een alien - De Standaard - 03.12.2010), onze visie op het leven op Aarde zou overhoop gegooid zijn door deze vinding.

Zowel NSF als NASA hebben alvast hun doel bereikt! Ze hebben de wereldpers gehaald met pas gepubliceerde resultaten van wetenschappelijk onderzoek. Maar is dit de manier waarop we met onze wetenschap naar buiten moeten treden? Is dit de manier om "het publiek warm te maken voor de wetenschap" (G. Bodifee in Ter Zake - 03.12.2010)? Of wordt hier de media voor de kar gespannen door machtige onderzoeksorganisaties met 'mindere nobele' doelstellingen, al is het maar om toekomstige onderzoeksgelden binnen te halen?

De lectuur van de wetenschappelijke publicaties die aan de basis liggen van deze geënsceneerde mediaheisa geeft een totaal ander - spijtig genoeg minder spectaculair - beeld van de nieuwste wetenschappelijke bevindingen. Gliese 581g blijkt inderdaad een exoplaneet te zijn, ontdekt aan de hand van de radiale-snelheidsmethode, met ongeveer drie keer de massa van de Aarde, op een afstand van nauwelijks 0.15 astronomische eenheid (= afstand tussen Aarde en Zon) van een rode-dwergster, met een omlooptijd van bijna 37 Aardse dagen. En al de rest is wetenschappelijke speculatie (zie ook Losgeslagen fantasie ...). Is dit echt de 'nieuwe Aarde'? Amper twee weken later werd op een internationale astronomische bijeenkomst het bestaan van deze exoplaneet door een andere onderzoeksgroep op basis van wetenschappelijke argumenten zelfs al in vraag gesteld ... trouwens een normale gang van zaken in het wetenschapsbedrijf.

 En in Mono Lake heeft men een "unusual microbe" gevonden die in de extreme omstandigheden van het meer (o.a. rijk aan arseen) kan overleven. Het artikel beschrijft de resultaten van een experimentele cultuur van deze extremofiele bacterie waarbij artificieel de arseenconcentratie werd opgedreven. In dit artificiële milieu lijkt het erop dat deze bacterie in belangrijke biomoleculen fosfor - een van de zes basisbouwstenen van het Aardse leven (CHONSP) - begin te vervangen door arseen, een blijk van een opmerkelijk aanpassingsvermogen van deze extremofiel. Maar in het wetenschappelijke artikel is niets te vinden over een 'nieuwe levensvorm op basis van arseen', laat staan van buitenaards leven (zie ook Een nieuwe levensvorm - een beetje overdreven?). En ook in dit geval kwam de gefundeerde kritiek als een boemerang terug in het gezicht van NASA en betrokken onderzoekers. Vele wetenschapsbloggers namen dit keer het voortouw in het doorprikken van de gecreëerde hype (zie Arsenic bacteria - a post-mortem, a review, and some navel-gazing voor een mooi overzicht).

De vraag dient dan ook te worden gesteld of de wetenschap wel gediend is met al die geënsceneerde media-aandacht? De wetenschap dreigt hierdoor immers in een slecht daglicht te worden geplaats, en zo al haar geloofwaardigheid te verliezen wanneer deze gemediatiseerde bevindingen korte tijd nadien de wetenschappelijke toets niet doorstaan. Het risico is groot dat het publiek zich tegen de wetenschap keert: "Wie gelooft die mensen nog?" Hoe komt het anders dat meer en meer mensen de evolutietheorie niet meer 'geloven'? Of waarom climategate het jarenlange klimaatonderzoek zo gemakkelijk kan doen wankelen? Of hoe het mogelijk is dat Italiaanse seismologen aangeklaagd worden voor onvrijwillige doodslag omdat ze vanuit de wetenschappelijke onzekerheid de dodelijk aardbeving in L'Aquila niet hadden kunnen voorspellen (zie ook Een brug te ver!). De onzekerheden, zo eigen aan het wetenschapbedrijf, geraken totaal ondergesneeuwd wanneer de spektakelwaarde de overhand krijgt in de wetenschapscommunicatie.

Dat wil natuurlijk niet zeggen dat we ons terug moeten opsluiten in onze 'ivoren toren' en dat we onze wetenschap niet moeten uitdragen naar een zo breed mogelijk publiek. Integendeel! We zijn dit aan hen - tenslotte onze 'aandeelhouders' - verplicht. Maar wetenschapscommunicatie moet eerlijk zijn, niet gedreven door enige drang naar spektakel, en dit niet alleen ten opzichte van onze peers via wetenschappelijke publicaties, maar ook en vooral ten opzichte van het brede publiek via de media.

En de media ... die moet veel kritischer zijn en niet in de val trappen van geënsceneerde, op spektakel gerichte wetenschapscommunicatie! Wetenschap is tenslotte niet zo vluchtig als politiek of economie. Wetenschapsnieuws gaat echt niet over primeurs, maar over een correcte, genuanceerde duiding van wat mogelijk wetenschappelijke doorbraken zijn. Zowel het publiek als de wetenschap zelf verdient dit!



Geschreven in Onderzoek | 3 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Op weg naar een hyperthermische gebeurtenis?

01. December 2010, 10:10

Klimaattop na klimaattop worden de klimaatscenario's ingehaald door de werkelijkheid. De 2°C temperatuurstijging van Kopenhagen 2009 wordt opgegeven. De nieuwe limiet is nu al een 4°C temperatuurstijging, mogelijk zelfs al tegen 2060. Misschien is het hoog tijd dat de klimaatmodelleerders eens in het geologische verleden kijken om te beseffen wat er echt te gebeuren staat.

Zo'n 55,5 miljoen jaar geleden doorstond het Aardse klimaat een ongeziene crisis. Het atmosfeer-oceaansysteem kende een massale injectie van koolzuurgas. De schatting is dat 1.500 à 4.000 gigaton koolstof vrijkwam in 'amper' 15.000 tot 30.000 jaar, een ware 'carbon burp'. Het gevolg was een volledige ontregeling van de koolstofcyclus en een snelle opwarming van het globale klimaat. Wat de ware oorzaak is van deze massale injectie, blijft tot op heden een wetenschappelijk mysterie. De mens zat er alvast toen voor niets tussen!

Wat wel zeker is, is dat deze massale injectie een cascade van positieve terugkoppelingsprocessen op gang heeft getrokken met een volledige ontregeling van het klimaatsysteem tot gevolg. Verhoogde koolzuurgasconcentraties in de oceanen veroorzaakten een extreme verzuring van de oceanen. Dit leidde tot een massaal oplossen van de kalksedimenten op de diepzeebodem; hierdoor kwam extra koolzuurgas vrij in het atmosfeer-oceaansysteem, met een verdere verzuring tot gevolg. Maar ook in terrestrische systemen versterken de positieve terugkoppelingsprocessen de toename in atmosferische broeikasgasconcentratie. Deze cascade aan positieve terugkoppelingsprocessen lag aan de basis van een globale opwarming die nog meer dan 60.000 jaar bleef duren nadat de atmosferische koolzuurgasconcentratie was gestabiliseerd. Er deed zich een globale opwarming voor van 5 tot 9°C. Dit leidde tot een extreme opwarming van de oceanen; in de tropen tot meer dan 30°C, in de Artische oceaan tot ongeveer 17°C. De thermische gradient tussen evanaar en polen nam sterk af. Hierdoor werd de globale oceaancirculatie sterk verstoord. Het wegduiken van warm polair oceaanwater veroorzaakte bovendien een opwarming van de diepzee (met ongeveer 5°C). Dit gaf mogelijk aanleiding tot een destabilisatie van gashydraten onder de oceaanbodem, weerom met het massaal vrijkomen van koolzuurgas tot gevolg. De positieve terugkoppelingspiraal leek nog steeds niet doorbroken. Door de verstoring van de globale oceaancirculatie werd er ook minder zuurstof de diepzee ingepompt. Een masaal uitsterven van bentische foraminifera (eencelligen met een kalkskelet) was hiervan het gevolg. Op de continenten verschoven de neerslagpatronen. Neerslag nam toe in gematigde en polaire gebieden. Ook landplaten en zoogdieren vertoonden migraties naar hogere breedteliggingen.

Uiteindelijk zullen de Aardse systemen 'waker schieten' en via negatieve terugkoppelingsprocessen het herstel inzetten. Het belangrijkste negatieve terugkoppelingsproces is de continentale verwering. Hoe warmer, hoe gemakkelijker dit proces, hoe meer koolzuurgas uit de atmosfeer weggeplukt wordt. Massale kalksteenafzettingen op de zeevloer in het sedimentarchief zijn hiervan het bewijs. Dit herstelproces heeft zo'n 70.000 jaar in beslag genomen.

Dit is het verhaal van de hyperthermische gebeurtenis die het Aardse klimaat gekend heeft zo'n 55,5 miljoen jaar geleden in de vroeg-cenozoïsche broeikaswereld. We kennen deze gebeurtenis als het paleoceen-eoceen thermisch maximum, kortweg PETM. Deze klimaatsverstoring heeft in totaal zo'n 170.000 jaar geduurd. Bovendien lijkt het er meer en meer op dat de vroeg-cenozoïsche broeikaswereld meerdere van dergelijke hyperthermische gebeurtenissen heeft gekend.

De parallellen met de huidige klimaatcrisis zijn overduidelijk. Aan het huidige emissietempo van ongeveer 7,5 gigaton koolstof per jaar zal de mens een vergelijkbare hoeveelheid koolzuurgas in de atmosfeer gepompt hebben als bij de aanvang van het PETM in minder dan 500 jaar! Het kwaad lijkt dan ook al geschied. Er lijkt geen weg terug. We staan aan het begin van een hyperthermische gebeurtenis, maar nu een die het gevolg is van een drastische antropogene verstoring van het Aardse klimaatsysteem. Het PETM leert ons dat het heel wat tijd zal vergen alvorens het Aardse klimaatsysteem zich zal herstellen van deze 'plotse' massale injectie van koolzuurgas in de atmosfeer. We spreken niet meer over jaren of decennia, maar over tienduizenden tot honderduizenden jaren. Dat is wat we leren uit vergelijkbare gebeurtenissen uit het geologische verleden. Het wordt dan ook hoog tijd dat we ons neerleggen bij deze 'unconvenient thruth'.

 

Dit artikel is geschreven naar aanleiding van het artikel "Globale temperatuur zal zeker met vier graden stijgen" (De Morgen, 29 november 2010).

Extra lectuur:



Geschreven in Klimaat | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


De lokroep van de vuurberg

12. November 2010, 08:39

Hoe is het mogelijk dat er nog steeds slachtoffers vallen op de flanken van Merapi? Deze vulkaanuitbarsting was toch voorspeld! De gevarenzone was toch ontruimd! Wat is er fout gelopen?

Merapi wordt nauwgezet in het oog gehouden door de geologische dienst van Indonesië, dit zoals vele andere vulkanen. Een nakende uitbarsting is vrij goed te voorzien, al blijft het moeilijk om de kracht van elke uitbarsting correct in te schatten. De seismische activiteit wordt permanent geregistreerd. Vulkanische aardbevingen - 'volcanic tremors' - hebben zeer specifieke patronen. Ze wijzen op het scheuren van de diepe ondergrond door het magma dat zich een weg baant naar het aardoppervlak. Met GPS-netwerken en vanuit de ruimte wordt nagegaan of de vulkaan aan het zwellen is, mogelijk ook weer een aanwijzing van een nakende uitbarsting.

Merapi 2010, de lavadome

En dan is er de lavadome, het meest zichtbare teken dat een dergelijk type vulkaan op uitbarsten staat. Deze lavadome is een echte 'prop' van uiterst viskeus gestolt magma. Deze 'prop' ziet men letterlijk groeien middenin de krater. Maar de groei heeft zijn grenzen. Op een bepaald moment wordt de 'prop' instabiel onder zijn eigen gewicht en begint deze te verbrokkelen en uiteen te vallen. Dan is er eigenlijk geen weg meer terug. De kurk is van de champagnefles!

Ook typisch aan dergelijke vulkaanuitbarstingen zijn de gloedwolken - 'pyroclastic flows'. Dit zijn gloedhete troebelstromen van gas en as, vermengd met huizenhoge brokstukken, die aan een razende snelheid de flanken van de vulkaan afdonderen en alles op hun weg verkolen. Net als sneeuwlawines is de loop van een dergelijke gloedwolk relatief goed te voorspellen. Zij volgen immers voornamelijk de valleien. Net als de vulkanische modderstromen - of 'lahars' - die de valleien kunnen teisteren, zelfs lang nadat de vulkaan terug tot rust is gekomen.

Het afbakenen van de gevarenzones rond de Merapi is dan ook niet onoverkomelijk. Het is relatief eenvoudig om met enige zekerheid in te schatten hoe ver de gloeiwolken en lahars zullen geraken. Ook de ervaringen opgedaan bij vorige uitbarstingen - zeker bij zo'n actieve vulkaan - helpt hierbij een handje.

Dus de gevarenzones zijn afgebakend, de evacuatieplannen liggen klaar, en de wetenschap houdt een oogje in het zeil. Uiteindelijk zorgt de wetenschap voor betrouwbare waarschuwingen wanneer een vulkaanuitbarsting onvermijdelijk wordt en tot de evacuatie van de gevarenzones dient te worden overgegaan. En toch vallen er vele tientallen slachtoffers te betreuren. Wat loopt er fout? Wetenschap en overheid hebben toch alles gedaan in hun vermogen om dit te vermijden?!

Net daar loopt het waarschijnlijk fout. Voor de rationele wetenschapper ligt alles toch zo voor de hand. Maar hierbij houdt de wetenschapper geen rekening met de - voor hem irrationele - reactie van de lokale boer op de bedreigde flanken van Merapi. Die boer heeft nu eenmaal andere prioriteiten. Zijn denkwereld volgt niet de rationele paden van de wetenschap. Waarom zou hij haven en goed achterlaten omdat een 'vreemde' het zegt? En wat weet die geleerde van de vuurberg? En als hij dan al geëvacueerd werd, keert de boer zo snel mogelijk terug zodra de vuurberg 'kalmeert'. De lokroep van de vuurberg is onweerstaanbaar.

En dit geldt niet enkel voor Merapi, maar ook voor het door een aardbevingsramp geteisterde Port-au-Prince ... en zovele andere rampgebieden. Misschien moeten we als wetenschapper ook eens durven onze prioriteiten in vraag te stellen. Is onze rationele zoektocht om aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en andere natuurfenomenen te voorspellen wel de juiste weg? Bedenk gewoon eens wat er zou gebeuren indien we ooit exact een zware aardbeving zouden kunnen voorspellen. Bovendien scheppen we zo ook onrealistische verwachtingspatronen die tot nare gevolgen kan leiden (zie 'Een brug te ver!').

Als rationele wetenschapper houden we misschien te weinig rekening met de 'aard van het beestje'. Aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en andere natuurfenomen worden te veel vanuit een 'wetenschappelijk' perspectief benaderd en te weinig vanuit een 'menselijk' standpunt. Willen mensen echt wel dat we ze exact vertellen wanneer een vulkaan gaat uitbarsten of een aardbeving gaat toeslaan? Of wensen ze veeleer dat we ze bewust maken over de risico's die het leven inhoudt op de flanken van een vulkaan, langs kusten die door een tsunami kunnen worden overspoeld, in gebieden die door aardbevingen kunnen worden getroffen, ..., zodat ze met 'kennis van zaken' het onvermijdelijke tegemoet kunnen zien en het heft zelf in handen nemen, zowel voordien, tijdens als nadat het natuurfenomeen toeslaat. Misschien gaan we zo niet vermijden dat er nog steeds slachtoffers vallen, maar brengen we 'onze' wetenschap dichter bij de mensen voor wie we het uiteindelijk allemaal doen.



Geschreven in Vulkanen | 1 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Van Herbeumont tot L'Aquila

27. Oktober 2010, 16:10

Wat hebben bijzondere Ardense aderstructuren in de streek van Herbeumont en de aardbeving in L’Aquila gemeen? Recent onderzoek binnen onze onderzoeksgroep licht een tipje van de sluier op.

In het voorjaar van 2010 werd het nieuws gedomineerd door allerlei natuur- en milieurampen: de aardbevingen in Haïti en Chili, de uitbarsting van de Eyjafjallajökull in IJsland, en het desastreuze olielek in de Golf van Mexico. Achter al deze rampen zitten echter ‘alledaagse’ geologische fenomenen. Zowel een vulkaanuitbarsting als een ‘blow out’ van een olieboring getuigen van vloeistoffen en/of gassen die diep in de aardkorst (meerdere kilometers diep) onder zeer hoge druk aanwezig zijn. Onvermijdelijk zullen deze vloeistoffen en gassen onder overdruk trachten te ontsnappen zodra de diepe reservoirs aangesneden worden door breuken (bij een aardbeving) of boringen (bij een oliewinning), of zodra de interne gasdruk te groot wordt in de magmakamer (bij een vulkaanuitbarsting).

 

Dergelijke ontsnappende vloeistoffen zijn vaak oververzadigd aan bepaalde chemische componenten. Deze chemische componenten zullen door de verandering in chemische en fysische omstandigheden tijdens het ontsnappen van de vloeistoffen doorheen de gebroken aardkorst terug neerslaan en als vaste, kristallijne stoffen achterblijven in breuken en spleten, waarlangs de vloeistof voortgestuwd wordt. In tegenstelling tot het brongesteente dat een groot volume heeft, maar waarin de chemische componenten fijn verdeeld zijn en dus in relatief lage concentraties voorkomen, zijn de neerslagen langs breuken en spleten relatief klein in volume, maar zeer geconcentreerd. Deze opgevulde breuken en spleten noemen we aders (witte zones op foto's). Dit verrijkingsproces is van cruciaal belang bij de vorming van de economisch interessante ertsafzettingen, maar ook voor het ontstaan van olie- en gasreservoirs. Dergelijke processen spelen zich af op meerdere kilometers diepte. Dergelijke actieve systemen kunnen niet rechtstreeks bestudeerd worden, enkel aan de hand van indirecte geofysische methoden. Om deze processen toch te doorgronden gaan we op zoek naar fossiele breuk- en spleetnetwerken in oude gebergten die door erosie volledig ontmanteld zijn. Eenmaal aan het oppervlak kunnen we deze fossiele breuk- en spleetnetwerken aan een gedetailleerd onderzoek onderwerpen.

Zo zijn ook de Ardennen een uniek natuurlijk laboratorium voor de studie van deze fossiele breuk- en spleetnetwerken. De Ardennen zijn immers de restant van een meer dan 300 miljoen jaar oud gebergte dat al tot op grote diepte ontmanteld is en dus toelaat deze verrijkingsprocessen te bestuderen. In de regio van Herbeumont komen veelvuldig kwartsaders voor in het leigesteente (zie foto's). Een gedetailleerde veld- en laboratoriumstudie liet ons toe hun vormingsomstandigheden te achterhalen alsook enkele belangrijke relaties te achterhalen met betrekking tot vloeistofbewegingen en breukactiviteit in de ondergrond. De aders vormden op 6 tot 10 kilometer diepte bij temperaturen van 300 tot 400°C. Ze ontwikkelden tijdens een late fase van de gebergtevorming in de Ardennen (zo’n 320 miljoen jaar geleden), wanneer het gebergte 'als een pudding' ineenstortte onder haar eigen massa.

Hierbij werden dunne, verticale spleten gevormd in het gesteente, die, met de tijd, verder opensperden en van vorm veranderden ten gevolge van het verder ineenstorten van het gebergte. De evolutie van de spleten werd in grote mate bepaald door de aanwezigheid van de leisteensplijting, die laagje per laagje begonnen te glijden zodat het gesteente uiteindelijk lijkt te vloeien. Naarmate de evolutie van verticale spleet tot complex vervormde spleet en uiteindelijk tot opgevulde ader vorderde, zette de vervorming zich ook door in het bovenliggende gesteente. In tegenstelling tot het ‘stroperige’ vervorminggedrag van het bestudeerde gesteente, uitte de afbraak van het gebergte in het bovenliggende gesteente zich op een 'brosse' manier, meerbepaald door de ontwikkeling van afschuivingsbreuken. Een evolutie naar cyclische breukactiviteit is af te lezen uit de intense fracturatie van de aderopvulling, die de schokgolven van grote aardbevingen reflecteert. Wat 320 miljoen jaar geleden zich afspeelde in de Belgische Ardennen, speelt zich vandaag de dag af in de Italiaanse Apennijnen en geeft aanleiding tot aardbevingen zoals deze die L’Aquila trof in April 2009.

Ons onderzoek naar de evolutie van spleet tot ader in de oude Ardennen heeft niet alleen de effecten die aardbevingen mogelijk hebben op de gesteenten in de diepe ondergrond blootgelegd, maar ook en vooral een licht geworpen op de processen in de diepe ondergrond die aardbevingsactiviteit mogelijk voorafgaan. In dit opzicht hopen we dat ons onderzoek zijn steentje bijdraagt in de zoektocht naar fenomenen die het voorspellen van aardbevingen ooit mogelijk zou moeten maken.

De rol van hoge vloeistofdrukken in de diepe ondergrond in de aardbevingsequentie van L'Aquila is recent aangetoond:

  • Terakawa et al. 2010. High-pressure fluid at hypocentral depths in the L'Aquila region inferred from earthquake focal mechanisms. Geology 38(11), 995-998 - doi: 10.1130/G31457.1
  • Lucente et al. 2010. Temporal variation of seismic velocity and anisotropy before the 2009 Mw 6.3 L'Aquila earthquake, Italy. Geology 38(11), 1015-1018 - doi: 10.1130/G31463.1
  • Savage 2010. The role of fluids in earthquake generation in the 2009 Mw 6.3 L'Aquila, Italy, earthquake and its foreshocks. Geology 38(11), 1055-1056 - doi: 10.1130/focus112010.1

Deze blog is geschreven naar aanleiding van het doctoraal proefschrift van Dr. Hervé Van Baelen binnen de Onderzoeksgroep Geodynamica & Geofluïda van het Departement Aard- en Omgevingswetenschappen aan de K.U.Leuven.

© Manuel Sintubin & Hervé Van Baelen 2010



Geschreven in Onderzoek | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Losgeslagen fantasie ...

04. Oktober 2010, 21:59

De fantasie vierde weer hoogtij op de (wetenschaps-)redacties. Of hebben enkele wetenschappers mooi de media voor hun kar gespannen?

De krantenkoppen liegen er niet om. Enkele voorbeelden: Leefbare kopie van aarde gevonden (De Standaard - 01.10.2010); De 'nieuwe aarde' heeft 100% kans op leven (Het Laatste Nieuws - 30.09.2010); Is dit de nieuwe aarde? (KNACK - 30.09.2010); Gaf nieuwe aarde al twee jaar geleden teken van leven? (De Morgen - 01.10.2010).

Gliese 581 g. Is dit inderdaad de 'nieuwe aarde'? Is deze planeet een 'kopie van de Aarde'? Is leven op deze planeet een zekerheid, zoals Steven S. Vogt - één van de ontdekkers - verkondigt in interviews? Is deze planeet een bezoekje waard? Ze ligt tenslotte 'maar' op 20 lichtjaar.

Misschien is het goed om ons eerst eens af te vragen wat de wetenschappelijke feiten zijn over deze exoplaneet in het Librasterrenstelsel, ontdekt aan de hand van de radiale-snelheidsmethode. Ze bevindt zich in een baan rond een zwakke rode dwerg Gliese 581. Deze planeet bevindt zich op een afstand van 0,146 AU (astronomische eenheid = afstand zon-aarde = ~150 miljoen km). Bedenk dat Mercurius op 0,4 AU gelegen is van onze Zon. Bovendien liggen er nog 3 exoplaneten dichter bij de rode dwerg. We weten ook dat de omlooptijd ongeveer 37 dagen (36,6 dagen om exact te zijn) is. De massa van de planeet wordt geschat op 3,1  tot 4,3 aardse massa's.

Tot daar de feiten ... 

Al de rest zijn wetenschappelijke speculaties. Vooreerst de dichtheid - en dus ook de omvang en zwaartekracht. Men weet niet of het een steenplaneet is zoals de Aarde of een ijsplaneet zoals Neptunus. Gaat men uit van een aardse samenstelling dan zou Gliese 581 g een straal hebben tussen 1,3 en 1,5 keer de straal van de Aarde. In volume zou dat betekenen dat deze exoplaneet 2,2 tot 3,4 volumineuzer is dan de Aarde. Maar stel dat het een ijsplaneet is, dan zou de straal 1,7 tot 2 keer de straal van de Aarde zijn; 4,8 tot 8 volumineuzer dan de Aarde. Het is dus zeker een superaarde. Zwaartekracht aan het oppervlak kan gaan van 1,1 tot 1,7 keer de zwaartekracht aan het aardoppervlak.

Berekeningen wijzen op een gemiddelde evenwichtstemperatuur aan het oppervlak van Gliese 581 g van 228 K (-45°C). Dit zou inderdaad betekenen dat deze exoplaneet zich in de 'bewoonbare zone' rond zijn ster bevindt, met name in de zone waarin op een aardse planeet vloeibaar water mogelijk terug te vinden is op het planeetoppervlak. De gemiddelde evenwichtstemperatuur op Aarde is immer 255K (-18°C). De aardse atmosfeer zit dan ook vol broeikasgassen die er voor zorgen dat de gemiddelde effectieve temperatuur op Aarde 288K (+15°C) is.

Dus een 'leefbare' Gliese 581 g impliceert dat het een atmosfeer zou moeten bezitten vol met broeikasgassen. Of er een atmosfeer is, laat staan een atmosfeer vol met broeikasgassen om de planeet 'leefbaar' te maken, blijft tot op heden echter een grote onbekende. Dus beweren dat men zo goed als zeker is van leven - onder welke vorm dan ook - op Gliese 581 g is pure speculatie ... zelfs jereinste fantasie.

Tenslotte staat Gliese 581 g zo dicht bij zijn ster dat ze hoogstwaarschijnlijk in de 'getijdenval' vastzit. Dat wil zeggen dat steeds dezelfde zijde van de planeet gericht is naar de rode dwerg (net als onze Maan ten opzichte van de Aarde). De gevolgen hiervan voor globale atmosferische circulatiemodellen blijven ook weer koffiedik kijken.

Kortom, de enige bewezen gelijkenis met Planeet Aarde is dat de massa van Gliese 581 g deze van de Aarde 'benadert', al is ze nog steeds 3,1 tot 4,3 keer zwaarder - een superaarde dus. Ook de afleiding dat ze in de 'bewoonbare zone' ligt van een ster is een overeenkomst met de Aarde (zeer gelijkaardige evenwichtstemperatuur). Al de rest is natte-vingerwerk!

Is het een steenplaneet? Heeft deze exoplaneet een atmosfeer? Zijn er broeikasgassen die de gemiddelde oppervlaktetemperatuur met meer dan 50°C opdrijft? Is er überhaupt vloeibaar water aan het oppervlak? Is er leven op deze planeet? Heeft het leven een evolutie ondergaan? Allemaal vragen waarop de wetenschap het antwoord schuldig moet blijven.

Hebben de wetenschappers zelf een loopje genomen met de wetenschap? Vanuit hun enthousiasme over deze wonderlijke ontdekking? Of vanuit meer 'aardse' drijfveren? Hebben ze de media voor hun kar gespannen? Of zijn ze eerder het slachtoffer van de media? Een ding is zeker: op de (wetenschaps-)redacties is er behoorlijk op los gefantaseerd! Hadden ze zich maar getroost om de samenvatting van het artikel, laat staan het volledige wetenschappelijke artikel zelf, eens ter hand te nemen ...

 

 



Geschreven in Algemeen | 1 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Alles peis en vree?

30. Juli 2010, 10:45

Herinnert er nog iemand zich de vulkaanuitbarsting van de Eyjafjallajökull? Of de aardbeving in Haïti? Of Xynthia? Het lijkt allemaal al weer zo ver weg? Enkel nog een vage herinnering? Een "Och ja" als de naweeën nog eens het journaal halen in deze komkommertijd. Ondertussen is de IJslandse vulkaan tot rust gekomen ... geen gevaar meer dat uw terugreis uit een ver vakantieoord deze zomer nog zal verstoord worden. Alles terug peis en vree?

 

De Apocalyps leek dit voorjaar nabij. De wereld bleef immers niet gespaard van natuurrampen, groot en klein. Een indrukwekkend lijstje: de catastrofale aardbeving (Mw 7.0) die Port-au-Prince in Haïti met de grond gelijkmaakte (12 januari 2010); de megathrust aardbeving (Mw 8.8) die Chili trof (27 februari 2010) en de bijhorende tsunami die, terwijl het de Stille Oceaan overspoelde, de wereld in real time voor meer dan een etmaal in de ban hield; de 'vergeten' aardbeving (Mw 6.9) in Tibet (14 april 2010); de storm Xynthia die de Atlantische kusten van Frankrijk overspoelde (27 februari 2010); de overstromingen in Madeira; de zondvloed in Rio de Janeiro; de modderstromen nabij Machu Picchu; de sneeuwchaos in Europa en Noord-Amerika; ... En daar kwam dan nog de uitbarsting bij van een tongbrekende IJslandse vulkaan, eerst een onschuldig schouwspel voor hordes aanstromende toeristen, maar snel een nachtmerrie voor het Europese luchtverkeer en een vloek voor gestrande reizigers.

Had de ene aardbeving de andere aardbeving veroorzaakt? Was er sprake van een toename in het aantal zware aardbevingen? Begon global warming nu echt zijn tol te eisen? Ging de IJslandse vulkaan nu het hele jaar door - en vooral tijdens de zomervakantie - het luchtverkeer in de war sturen? Of was deze vulkaanuitbarsting nog maar de voorbode van erger (zie Back to the future)? Dat waren dit voorjaar de prangende vragen die ons gesteld werden. Niemand die daar nu nog wakker van ligt ...

Maar hebben deze aardse oprispingen ons uiteindelijk iets geleerd? De vergelijking van de impact van de aardbevingen in Chili en Haïti was zeker leerrijk. Niettegenstaande de aardbeving in Chili vele malen krachtiger was dan deze in Haïti, bleef de impact relatief beperkt in Chili. Vergelijk gewoon het aantal slachtoffers: meer dan 230.000 in Haïti tegen ongeveer 500 in Chili. We kunnen ons dus weldegelijk beschermen tegen - zelfs de zwaarste - aardbevingen. Gewoon een kwestie van strikte bouwcodes, grondige wetenschappelijke en transparante risicoanalysen (zie ook Een brug te ver!) en inwoners die bewust omgaan met het aardbevingsrisico (zie Waarom zijn er steeds meer natuurrampen?). Een bemoedigende boodschap voor de vele megasteden die geconfronteerd worden met een steeds groter wordend aardbevingsrisico (zie Aardbevingen, homo’s en wulpse vrouwen).

Maar het IJslandse voorval is misschien nog veel leerrijker. Vooral als je bedenkt dat het hier eigenlijk gaat over een kleine vulkaanuitbarsting, dat zelfs nauwelijks te catalogeren valt onder de noemer 'natuurramp'. Alleen deed deze zich voor op de wrong place - zo dicht bij het drukste luchtruim - en op de wrong moment - atypische weerkaarten tijdens een drukke vakantieperiode. Iedereen gepakt op snelheid door Moeder Natuur?! De ontregeling van het Europese luchtruim legde plots de zwakke plekken bloot van onze geglobaliseerde maatschappij. Een klein - vulkanisch - stofje en het hele raderwerk blokkeerde. En het werd plots zichtbaar voor iedereen op het thuisfront: geen rozen meer uit het verre Kenia, geen asperges meer uit Zuid-Amerika, en familie en vrienden die vast zaten ergens in het buitenland. De uitbarsting van de Eyjafjallajökull maakte duidelijk hoe kwetsbaar onze maatschappij, zo afhankelijk van globale netwerken, geworden is, hoe een aards fait divers uiteindelijk op een kostelijke bedoening uitdraaide.

Maar dit voorval maakte ook duidelijk hoe overgevoelig onze samenleving geworden is. Elk risico dient immers te worden uitgesloten. Wie had immers de schuld op zich willen nemen als er vliegtuig uit de lucht was gevallen? In een maatschappij waar niets meer aan het toeval mag worden overgelaten, dient voor elke hapering een verantwoordelijke te worden gevonden. Is het niet de luchtvaartmaatschappij, dan moet het wel de overheid zijn, ... of zelfs uiteindelijk de wetenschapper (zie ook Een brug te ver!)?! Herinnert u zich nog wat onze weermannen en -vrouwen over zich heen kregen bij de sneeuwchaos in januari?! En als dan achteraf het stof (letterlijk?!) is gaan liggen, wordt het gehanteerde voorzorgsprincipe van alle kanten aangevallen ...

Nog meer dan de 'echte' natuurrampen dit voorjaar, heeft het IJslandse voorval velen onder ons even doen stilstaan bij de wereld waarin we ons wanen, een wereld waarin alles als vanzelfsprekend wordt beschouwd, zowel de rozen uit Kenia als de terugvlucht uit een ver vakantieoord. De werkelijkheid is anders: leven op Planeet Aarde is en blijft een risicovolle onderneming vol met onverwachte wendingen. De krachten van de natuur vallen nu eenmaal niet te bedwingen. En daaraan heeft niemand schuld!



Geschreven in Algemeen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Back to the future

23. Juni 2010, 16:55

Naar aanleiding van de vulkaanuitbarsting van de Eyjafjallajökull op IJsland zijn heel wat voorspellingen de wereld ingestuurd: de uitbarsting zelf zou nog maanden duren en onze reisplannen voor de zomervakantie overhoop halen; deze uitbarsting was nog maar het begin van groter onheil wanneer 'grote broer' Katla onvermijdelijk zou uitbarsten; of nog erger: we staan aan het begin van decennialang vulkanisch leed afkomstig uit IJsland. Het is nu echter al enkele weken stil rond de 'vulkaan met de onuitspreekbare naam'. De activiteit is zo goed als tot niets teruggevallen ... voor het ogenblik althans. Wat betekent dit? Kunnen alle voorspellingen nu naar de prullenmand?



Om op deze vraag te antwoorden, is het best eens na te gaan waar deze voorspellingen vandaan komen. Zo kan men hun waarde correcter inschatten. Zijn ze meer waard dan de voorspellingen van de beursanalist? En trouwens, zijn het wel voorspellingen?

Eigenlijk niet! We spreken niet over voorspellingen maar over mogelijke scenario's die zich in de toekomst zouden kunnen afspelen. Net zoals de beursanalist uit het verloop van de koersen in het verleden lessen trekt voor de toekomst, zo ook kijkt de geoloog in het aardse verleden om iets te kunnen vertellen over de toekomst. Kortom: "Back to the Future". En het is uit deze terugblik in het verleden dat al die zogenaamde wetenschappelijke voorspellingen voortspruiten.

Maandenlange activiteit?

IJslandse vulkanen hebben nogal de neiging eenmaal actief het een tijdje uit te houden ... van enkele weken tot meerdere maanden. Zo duurde de vorige uitbarsting van de Eyjafjallajökull ongeveer 15 maanden in de periode 1821-1823. Dit is dan ook het enige argument om te beweren dat de Eyjafjallajökull het zeker tot na de zomervakantie zou uithouden en het luchtverkeer in Noordwest-Europa grondig zou blijven verstoren. De vulkaan is voor het ogenblik stilgevallen; zijn krater vult zich nu met water ... wie weet, mogelijk de voorbode van nieuw onheil?

Katla

En hoe zit het nu met zijn grote broer 'Katla'? Is een uitbarsting van deze vulkaan nu nabij en onvermijdelijk? Historisch kennen we 2 erupties van de Eyjafjallajökull: deze van 1821-1823 en deze van 1612. Hiermee is deze vulkaan een van de minst actieve vulkanen op IJsland. En in beide gevallen - vermoedelijk in 1612 en zeker in 1823 - volgde een uitbarsting van Katla. In de periode tussen 1999 en 2005 was er bovendien 'magmatische onrust' diep onder beide vulkanen, mogelijk een aanwijzing dat magmakamers zich aan het vullen waren. Dus op meer dan 1000 jaar geschiedenis scoren we 2 op 2 wat betreft de gekoppelde vulkaanuitbarstingen van Katla en Eyjafjallajökull. Een zekerheid? Eigenlijk is dit een zeer twijfelachtig argument wetende dat net Katla een van de meest actieve vulkanen is op IJsland. Sinds 874 AD zijn er minstens 20 erupties gekend, ongeveer een gemiddelde van 2 erupties per eeuw. Waarschijnlijk een van de grootste erupties is de Eldgja-eruptie tussen 934 en 940 AD, een spleeteruptie langs de flanken van Katla, die toen meer dan 18 km3 lava en as de lucht inblies; bij de jongste grote eruptie in 1918 blies Katla 'slechts' 1 km3
gesteente de atmosfeer in, nog steeds een grootteorde groter dan het volume van de recente uitbarsting van Eyjafjallajökull (~0,1 km). Ongeacht de activiteit van de Eyjafjallajökull is Katla eigenlijk 'over tijd'. De laatste gekende eruptie vond plaats in 1918 en deze vulkaan barst gemiddeld tweemaal per eeuw uit. Het is nu bijna een volledige eeuw geleden dat hij nog eens van zich liet horen (als we geen rekening houden met een mogelijke beperkte activiteit in 1955). Het enige wat we nu echter weten op basis van geofysische metingen (GPS, seismiciteit) is dat Katla zeker niet op uitbarsten staat. Dat is de enige wetenschappelijke zekerheid ... al de rest is 'nattevingerwerk'.

Apocalyps

En dan de laatste voorspelling: een doemscenario van decennialang asleed in het Europese luchtruim. Deze voorspelling is gebaseerd op een statistische analyse van de 205 gekende IJslandse erupties in de laatste 1100 jaar. Uit deze analyse komt een clustering naar voren in een cyclisch patroon van ongeveer 140 jaar, bestaande uit kalme periodes voor 50 à 80 jaar en verhoogde vulkanische activiteit gedurende de overige 60 à 90 jaar. De tweede helft van de 20ste eeuw hielden de 35 IJslandse vulkanen zich koest. De eruptie van de Eyjafjallajökull zou een nieuwe cyclus van verhoogde activiteit aankondigen. Maar één zwaluw maakt de lente toch niet!

Voorspelling

Laat me ook een voorspelling maken: met 100% zekerheid kan ik u zeggen dat Katla ... alsook de overige 34 andere IJslandse vulkanen zeker in de nabije geologische toekomst zullen uitbarsten. Dat is nu eenmaal in de huidige plaattektonische context een zekerheid. Daartussen zullen zeker catastrofale uitbarstingen zitten, zoals bijvoorbeeld de Laki-uitbarsting in 1783-1784 (de voorbode van de Franse revolutie?). Ook dat verzekert ons het geologische verleden. Vraag me alleen niet wanneer ... dat blijft koffiedik kijken! We kunnen de vulkanen alleen maar nauwgezet in het oog houden met alle technieken die we ter beschikking hebben (bv. GPS, seismische stations, satellieten). En dan nog is het giswerk. De magmatische onrust onder Katla en Eyjafjallajökull tussen 1999 en 2005 heeft ook niet tot een uitbarsting geleid.

Eigenlijk is de boodschap eenvoudig: we zullen het moeten ondergaan als het zich voordoet! We kunnen ons best voorbereiden op wat komen zal. De enige zekerheid is dat het zich zal voordoen. Welcome to the real World!

Lees ook het rapport van UCL Institute for Risk and Disaster Reduction over de "Volcanic Hazard From Iceland. Analysis and Implications of the Eyjafjallajökull Eruption"




Geschreven in Vulkanen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


Een brug te ver!

15. Juni 2010, 12:26

Lokale openbare aanklagers in L'Aquila hebben een aantal wetenschappers en verantwoordelijken van het Nationaal Geofysich  en Vulkanologisch instituut van Italië (INGV) in beschuldiging gesteld van 'onvrijwillige doodslag' omdat zij de inwoners van L'Aquila niet tijdig gewaarschuwd hebben voor de zware aardbeving (Mw = 6,3) die op 6 april 2009 308 slachtoffers maakte.

Volgens de aanklagers hebben de wetenschappers een cruciale fout gemaakt op een bijeenkomst 6 dagen voor de fatale aardschok. De aardbevingsdeskundigen waren immers van mening dat de reeks kleinere aardschokken die zich in de streek al enkele maanden voordeden, niet noodzakelijk de voorbode waren van een zware aardbeving. 6 dagen later sloeg het noodlot echter toe. Zij worden nu in beschuldiging gesteld omdat zij het enige wetenschappelijke correcte antwoord gegeven hebben op een vraag die betrekking heeft op het voorspellen van zware aardbevingen.

Dit is een brug te ver! Wetenschappers die vervolgd worden omdat zij wetenschappelijk eerlijk zijn, omdat zij volgens sommigen tekort schieten de maatschappij voor 100% te kunnen vrijwaren van noodlottige natuurfenomenen. Waar gaat het naartoe met onze samenleving? Een samenleving die geen risico meer dult, die het onverwachte onaanvaardbaar acht ... kortom die gewoon naast de aardse realiteit leeft. Een maatschappij die voor alles een schuldige moet kunnen aanwijzen. En nu zijn het de wetenschappers die schuld hebben aan de 308 aardbevingsslachtoffers!

Zij die de wetenschappers in het visier nemen, maken een kapitale fout. Ze schieten immers op de verkeerde personen, de enige bondgenoten die de samenleving heeft in de verbeten zoektocht om de geheimen van aardbevingen te doorgronden en zo de aardbevingsrisico's steeds beter in te schatten.

Aardbevingen doden niet! De 308 slachtoffers in L'Aquila zijn niet toe te schrijven aan de aardbeving zelf. Instortende gebouwen maken aardbevingsslachtoffers! Als er dan toch één schuldige moet gevonden worden, zoek dan in die richting ... bij bouwpromotoren, aannemers, en (lokale) overheden, maar niet bij oprechte, goedmenende wetenschappers!

 Steun dan ook onze Italiaanse collega's door het ondertekenen van de open brief aan de Italiaanse president. 

 

Lees ook Italy puts seismology in the dock (Nature 465, 992, 2010)

Lees ook Hoe voorspelbaar het onvoorspelbare is (blog van 7 april 2009)

Lees ook Confusing Patterns with Coincidences (opiniestuk in The New York Times van Susan Hough op 11 april 2009)



Geschreven in Aardbevingen | 0 Reacties | Vaste link | Afdrukken


«Vorige   1 2 3 4 5 6  Volgende»