Een aardbeving van 32 jaar: wetenschappers willen weten hoe dat kan

Een trage beving, de langdurigste die ooit werd waargenomen, eindigde in 1861 met een ramp. Experts maken haast met het zoeken naar een mogelijk hedendaags equivalent.

Gepubliceerd 1 jun. 2021 11:45 CEST
Earthquake 1861

In 1861 werd Indonesië getroffen door een aardbeving met een kracht van 8,5 op de schaal van Richter, waarna een tsunami de kusten in de buurt overspoelde. Uit een recent onderzoek blijkt dat deze verwoestende aardbeving vooraf werd gegaan door een beving die drie decennia duurde en die mogelijk de oorzaak was van de ramp in het gebied.

Foto van Image by Niday Picture Library / Alamy Stock Photo

In februari 1861 werd het Indonesische eiland Sumatra getroffen door een enorme aardbeving met een kracht van 8,5 op de schaal van Richter. Daarbij ontstond een muur van water die op de kusten te pletter sloeg en duizenden mensen het leven kostte. 

Nu blijkt dat die tragische gebeurtenis niet op zichzelf stond: de beving markeerde het einde van de langdurigste aardbeving die ooit werd waargenomen - een die ondergronds maar liefst 32 jaar voortduurde. Het is bekend dat dit soort bevingen, door wetenschappers ook wel ‘slow slip events’ genoemd, dagen, maanden of soms jaren kunnen duren. Maar de onlangs beschreven beving duurde ruim twee keer zo lang als het record tot dan toe, schreven wetenschappers in Nature Geoscience.

“Ik had nooit gedacht dat we een slow slip event zouden vinden dat zo lang duurde, maar hier is hij dan toch,” aldus een van de auteurs van het artikel, Emma Hill, geodeet bij het Earth Observatory of Singapore van de Nanyang Technological University

De ontdekking van een dergelijke trage aardbeving draagt mogelijk bij aan de kennis over de verrassend diverse manieren waarop onze rusteloze planeet beweegt - en over het dodelijke risico dat een dergelijk onopgemerkt verschijnsel leidt tot een veel krachtiger aardbeving. 

Bij trage aardbevingen komt, net als bij hun snelle soortgenoten, de energie vrij die ontstond doordat tektonische platen bewegen. Dit gebeurt echter niet met een plotselinge, heftige uitbarsting, maar geleidelijk, in de loop van de tijd. Daarom vormen trage aardbevingen zelf geen gevaar. Wel kan de subtiele beweging onder het aardoppervlak spanning opleveren in naastgelegen zones langs een breuk, waardoor het risico op een grotere beving in de omgeving toeneemt.

In andere gebieden in Indonesië zijn al zorgelijke voortekenen te zien. Het zuidelijke eiland Enggano "daalt iets te snel,” aldus Rishav Mallick, de eerste auteur van het artikel die promotieonderzoek doet aan de Nanyang Technological University in Singapore. Hoewel hij erop wijst dat de data slechts van één locatie afkomstig zijn, blijkt daaruit dat er momenteel een trage aardbeving plaatsvindt in de buurt van het eiland. 

“Het is niet slechts één op zichzelf staande gebeurtenis in de negentiende eeuw,” stelt Mallick. “We zien het ook op dit moment nog gebeuren.” 

Aanwijzingen in het koraal

Het nieuwe onderzoek is gebaseerd op een verrassende rapporteur op het gebied van de tektonische bewegingen op aarde: koraal.

Bepaalde soorten koraal, zoals het vingerachtige Porites, groeien naar boven tot net onder de waterspiegel. Als die stijgt, groeit het koraal snel mee. Als het water zakt, verdroogt het koraal dat er bovenuit steekt. Het deel dat nog wel onder water is, groeit verder zijwaarts. Omdat deze koralen in lagen groeien, net als bomen die in concentrische ringen groeien, kunnen wetenschappers aan de hand van hun structuur de veranderingen in het waterpeil in kaart brengen.

“Het zijn eigenlijk een soort natuurlijke getijmeters,” zegt Hill. 

Veranderingen in de zeespiegel kunnen worden veroorzaakt door factoren die te maken hebben met klimaatverandering, zoals smeltende gletsjers, of door veranderingen in de hoogte van de bodem. Voor de westkust van Sumatra leggen deze laatste soort veranderingen een ondergrondse strijd tussen tektonische platen bloot.

In deze zone duikt de Australische plaat onder de Soendaplaat, maar blijft steken langs een zone die direct onder een boogvormige serie van Indonesische eilanden ligt. Bij de botsing trekt de dalende plaat aan het land daarboven. Hierdoor wordt de bovenliggende plaat verbogen, waarbij de rand dieper de zee ingaat, maar andere delen ervan hoger komen te liggen. 

Als de spanning zo hoog oploopt dat er een aardbeving door de regio trekt, vindt een plotselinge verschuiving plaats in de aarde, waardoor het effect wordt omgekeerd en bepaalde kustgebieden omhoogschieten. Precies zo'n verschuiving vond plaats nadat Sumatra in 2005 ten prooi viel aan een beving met een kracht van 8,7

“Het koraalrif kwam omhoog door de aardbeving, maar het hele ecosysteem bleef precies waar het was,” schreef coauteur van het artikel Aron Meltzner in een blog over zijn ervaringen tijdens het veldonderzoek in 2005 voor zijn promotieonderzoek aan het California Institute of Technology. Vertakte koralen, zee-egels, schelpdieren, krabben en zelfs “een paar ongelukkige vissen” stierven of bleven stervend achter op het bijna drooggevallen land.

Meltzner, die inmiddels als geoloog werkt aan de Nanyang Technological University in Singapore, keerde later jaar na jaar terug om onderzoek te doen naar het koraal rond Sumatra, op zoek naar de schat aan informatie die dit bevat. Tijdens een onderzoek in 2015 beschreven hij en zijn collega's de plotselinge verandering in de beweging van de ondergrond die leidde tot de grote beving van 1861. 

Vóór 1829 daalde de bodem rond het eiland Simeulue zo'n een tot twee millimeter per jaar, afgaand op de gegevens van het koraal. Maar toen vond er een plotselinge versnelling plaats en zonk de bodem tot wel tien millimeter per jaar, totdat de aardbeving in 1861 in de regio plaatsvond. Het team ging er in eerste instantie vanuit dat de versnelling te maken had met het feit dat het gaat om een regio waar beweging plaatsvindt doordat twee tektonische platen op elkaar botsen, maar tastten in het duister naar de precieze oorzaak.

In 2016 bekeek Mallick van de Nanyang Technological University de gegevens afkomstig uit het koraal opnieuw. Door een model te maken van de fysica van de subductiezone en de beweging van de vloeistoffen rond de breuk wisten de onderzoekers te achterhalen dat de snelle verandering werd veroorzaakt door het vrijkomen van opgebouwde spanning - het begin van een aardbeving in slow motion.

Aardbevingen 101
Aardbevingen kunnen enorme verwoestingen veroorzaken, maar ook de meest prachtige landschapsformaties op aarde vormen.

Soorten en maten aardbevingen

Pas aan het eind van de jaren negentig werd het bestaan van trage aardbevingen ontdekt. Rond die tijd werden ze voor het eerst waargenomen in de Pacific Northwest van Noord-Amerika en in de regio Nankai voor de kust van Japan. Door het trage tempo waarin zij de opgebouwde energie vrijgeven, ontstaan aan het aardoppervlak kleine bewegingen. Daarom werden ze pas ontdekt tot de GPS-technologie zo goed was geworden dat daar ook minuscule veranderingen mee in kaart konden worden gebracht.

Sinds die tijd vinden wetenschappers steeds meer trage aardbevingen, onder meer aan de kust van Nieuw-Zeeland, in Costa Rica en zelfs in Alaska. “We zien overal a-seismische beweging,” zegt geofysicus Lucile Bruhat van de Franse Ecole Normale Supérieure, die geen deel uitmaakte van het onderzoeksteam. 

Slow-motion-aardbevingen zijn er in alle soorten en maten. In Cascadië (zoals de Pacific Northwest ook wel wordt genoemd) en Nankai vinden de trage bevingen met een opmerkelijke regelmaat plaats: in Cascadië is er ongeveer om de veertien maanden beweging, terwijl dat in Nankai elke drie tot zes maanden is. Op deze beide locaties gaan deze langdurige bevingen gepaard met een grote hoeveelheid kleine trillingen. 

Bruhat vergelijkt dit proces met wanneer iemand over een houten vloer loopt. “Je beweegt en het hout bij jou in de buurt kraakt,” vertelt ze. “Ieder kraakje is dan een trilling.”

In de loop van de jaren hebben wetenschappers ontdekt dat er een grote verscheidenheid is in de duur van trage aardbevingen. Zo bleek er in Alaska gedurende minstens negen jaar een beving gaande te zijn geweest. Onderzoekers ontdekten deze pas nadat het bewegende oppervlak in 2004 tot stilstand kwam, aldus Mallick. Door de pas ontdekte beving in de buurt van Sumatra zijn de grenzen aan de mogelijke duur van trage aardbevingen meer dan ooit verlegd. 

Lees ook: Hoe een vreemde aardbeving zorgde voor een scheur in Frankrijk

“Veel mensen zeiden al dat deze grotere, langduriger trage bevingen mogelijk waren,” aldus geofysicus Laura Wallace die verbonden is aan zowel de Amerikaanse University of Texas als het Nieuw-Zeelandse GNS Science, en die geen deel uitmaakte van het onderzoeksteam. Continu onderzoek naar bodembewegingen rond subductiezones vindt echter pas sinds enkele tientallen jaren plaats. “We kijken dan ook maar naar een beperkte periode,” aldus Wallace. 

De boeken bijhouden

Meer kennis is nodig om een inzicht te krijgen in het risico dat dergelijk trage bewegingen grotere bevingen veroorzaken. Aan veel van de krachtigste aardbevingen ooit gemeten gingen trage bevingen vooraf, zoals onder meer bij de rampzalige aardbeving met een kracht van 9.1 in de Indische Oceaan in 2004, de verwoestende aardbeving met een kracht van 9,1 in Tōhoku in 2011 en bij de grote aardbeving met een kracht van 8,2 bij Iquique in Chili in 2014.

“Het is op dit moment een hot topic in ons onderzoeksveld,” vertelt geofysicus Noel Bartlow van de University of Kansas die gespecialiseerd is in trage aardbevingen en geen deel uitmaakte van het onderzoeksteam. Het was echter lange tijd lastig om aan te tonen dat trage bevingen uiteindelijk kunnen leiden tot grotere geologische bevingen. Niet elke trage beving is de voorbode van een grotere soortgenoot.

“Het bewijs hiervoor neemt wel toe, maar het gaat nog steeds maar om een paar studies,” vertelt ze.

Een van de problemen is dat het niet eenvoudig is om een langdurige beving op het spoor te komen. De langdurige beving uit het recente onderzoek bewoog zich langs een ondiep deel van de breuk, die ver in zee onder water ligt. Traditionele GPS-stations kunnen niet voor de zeebodem worden gebruikt, omdat hun signalen niet ver reiken onder water. En er zijn maar weinig plekken op aarde waar de bewegingen op zo'n natuurlijke manier te volgen zijn als in het koraal bij Indonesië.

Lees ook: Waarom Puerto Rico door zoveel aardschokken wordt getroffen

Er bestaat wel apparatuur waarmee dit mogelijk is, maar die is duur, vertelt Bartlow. Zij wil voor de kust van de Pacific Northwest op zoek gaan naar soortgelijke ondiepe trage bevingen met apparatuur die door middel van optische vezels de spanning in de bodem meet. 

Hoewel wetenschappers het monitoren van gebieden volgens Hill vaak “niet zo sexy” vinden, is dit van cruciaal belang om onze planeet in al zijn complexe aspecten te leren kennen.

“Iedere keer als we denken dat we weten hoe de tektoniek werkt, blijkt de aarde weer een nieuwe verrassing in petto te hebben,” aldus Hill. “Hoe meer we dergelijke datasets over een lange tijd verzamelen, hoe meer van dit soort verrassingen we tegenkomen.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer

Ontdek Nat Geo

  • Dieren
  • Milieu
  • Geschiedenis en Cultuur
  • Wetenschap
  • Reizen
  • Fotografie
  • Ruimte
  • Video

Over ons

Abonnement

  • Abonneren
  • Schrijf je in
  • Shop
  • Disney+

Volg ons

  • Gebruiksvoorwaarden
  • Privacyverklaring
  • Cookiebeleid
Copyright © 1996-2015 National Geographic Society. Copyright © 2015-2017 National Geographic Partners, LLC. Alle rechten voorbehouden.