Beving komt na seismische rust

Begin volgend jaar zal er halverwege San Fransisco en Los Angeles een aardbeving plaatsvinden met een intensiteit van magnitude 5,5 tot 6 op de schaal van Richter. Deze voorspelling is onlangs gepubliceerd door seismologen van de universiteit van Colorado en van het National Geophysical Data Center, beide in Boulder.

De beving zal plaatsvinden in het gebied rond Parkfield, bijna tweehonderd kilometer ten zuiden van het epicentrum van de Loma Prieta-aardbeving die vorig jaar oktober in San Francisco zoveel schade veroorzaakte.

Aardbevingen zijn het gevolg van het plotselinge bezwijken van gesteente onder invloed van spanningen die zich daarin hebben opgehoopt door het langs elkaar heen wringen van schollen waaruit de aardkorst is opgebouwd. Deze bewegingen worden op hun beurt veroorzaakt door zeer langzame materiestromingen diep in de aarde. De San Andreas-breuk langs de kust van Californie markeert de grens tussen de Pacifische en de Noordamerikaanse

dschol. Deze breuk bestaat uit verschillende segmenten, met vele zijtakken en een van die segmenten heet het Parkfield-segment.

Bij Parkfield heeft sinds het midden van de vorige eeuw gemiddeld om de 22 jaar een aardbeving van bescheiden intensiteit (magnitude 5,5 tot 6) plaatsgevonden: in 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 en 1966. Afgaande op deze semi-periodiciteit kon men bij Parkfield in 1988 opnieuw een beving verwachten, maar in dat jaar gebeurde er niets en tot nu toe heeft zo'n beving nog steeds niet plaatsgevonden. De seismologen uit Colorado menen nu met behulp van een andere, verfijndere methode een beving rond maart 1991 te kunnen voorspellen.

Schuivende aardschollen

Bij deze methode volgt men de 'seismische onrust' die er in een bepaald gebied voorkomt. Deze onrust bestaat uit de vele kleine bevinkjes die optreden tijdens het af en toe 'terugspringen' van het gesteente in het breukvlak van de twee langs elkaar schuivende aardschollen. Door dit terugspringen ontladen de spanningen zich en bestaat er geen gevaar voor een grote aardschok.

Deze seismische onrust is vaak vele jaren opmerkelijk constant. Neemt hij echter af en blijft hij een jaar of langer een stuk geringer, dan kan dat betekenen dat het gesteente vast komt te zitten, de spanningsopbouw doorgaat en het gesteente op een bepaald moment in een keer bezwijkt en er grote verschuivingen plaatsvinden: een aardbeving.

Rond Parkfield heeft het US Geological Survey al jarenlang een dicht netwerk van seismometers die alle trillingen in de bodem meten. Uit deze metingen blijkt dat de seismische onrust in dit gebied begin 1986 verminderde en tot nu toe op een lager niveau is gebleven. Het aantal bevingen van magnitude 2,5 of meer is sinds januari dat jaar met 80% verminderd. Het aantal bevingen van magnitude 2 tot 2,4 is sinds september dat jaar met bijna 50% afgenomen. Deze periode van seismische rust heeft dus inmiddels 3,5 tot 4 jaar geduurd. De onderzoekers menen dat deze rust de voorbode is van een spoedig te verwachten zwaardere aardbeving.

De onderzoekers voorspellen een beving van magnitude 5,5 tot 6, die in maart 1991 zal plaatsvinden, maar zij houden een onzekerheid van plus of min een jaar aan. Zij baseren hun voorspelling op een vergelijking met zes andere perioden van seismische rust die aan een hoofdschok voorafgingen, te weten bij bevingen van magnitude 3,6 tot 8 in Californie, de Aleoeten (Alaska) en Hawai. De duur van de seismische rust varieerde in deze gevallen van 1,5 tot 3,8 jaar, waarbij er een zwak verband tussen de stilteduur en de kracht van de beving zou kunnen worden afgeleid. De onderzoekers menen dat de kans dat de huidige stilteperiode bij Parkfield een vals alarm is op kleiner dan vijftig procent kan worden gesteld (Nature 345, p. 426).

Laserafstandsmeters

De seismologen zetten hun voorspelling kracht bij met behulp van de resultaten van laserafstandsmeters in het betreffende gebied. Met behulp van deze instrumenten worden sinds 1984 twee afstanden over de San Andreas-breuk nabij Parkfield met een nauwkeurigheid van een halve millimeter gemeten. Aanvankelijk namen deze afstanden door het schuiven van de aardschollen ieder jaar gemiddeld 10,1 millimeter af. In augustus 1986 echter, dus enkele maanden na het verminderen van de seismische onrust, nam dit tempo af tot 8,4 millimeter per jaar. Ook dit zou er op wijzen dat het gesteente in het breukvlak vaster komt te zitten en dat er dus grotere spaningen worden opgebouwd (Nature 345, p. 428). Al meer dan twintig jaar wordt er nu al onderzoek verricht naar mogelijke methoden voor het voorspellen van aardbevingen. Na aanvankelijk optimistische geluiden in de jaren zeventig is het echter duidelijk geworden dat dit misschien alleen nog eens mogelijk zal worden in specifieke gevallen en gebieden waarin verschijnselen vaste patronen vertonen. Een zo'n gebied is het Parkfield-gebied.

William D. Stuart, van de US Geological Survey, staat vrij positief tegenover het onderzoek van de Boulderseismologen. In een commentaar op hun artikel zegt hij dat door hun werk de grondslag wordt gelegd voor een mechanisch model waarin seismische onrust, vervorming van de aardkorst en een toekomstige aardschok met elkaar in verband worden gebracht. (Nature 345, p. 383). ' Een gedetailleerd en nauwkeurig model zou daardoor misschien kunnen worden toegepast voor het voorspellen van aardbevingen op dezelfde manier als atmosfeermodellen worden gebruikt voor het voorspellen van het weer', aldus Stuart.