AARDBEVINGSGOLVEN WORDEN VERSTERKT DOOR LENSWERKING

Op 17 januari 1994 vond in Californië een aardbeving plaats waarvan het epicentrum bij Northridge lag. Opmerkelijk was dat in het 21 kilometer zuidelijker gelegen Santa Monica, een stadsdeel van Los Angeles, een ongewoon grote schade werd aangericht. Men zou verwachten dat de intensiteit van een aardbeving bij het toenemen van de afstand tot het epicentrum afneemt, maar in dit geval was de intensiteit van de beving – uitgedrukt in de schaal van Mercalli – in Santa Monica even groot als die bij het epicentrum. Amerikaanse geofysici hebben nu gevonden dat Santa Monica toevallig in het brandpunt van ondergrondse `lenzen' lag (Science, 8 september).

In sommige gevallen heeft men de ongewoon grote schade door een aardbeving kunnen verklaren via resonantie-effecten. Zo ging de bodem in het komvormige gebied van Mexico-Stad zich tijdens de beving van 19 september 1985 als een soort trillende pudding gedragen. Op plaatsen waar de trillingen elkaar versterkten, werden gebouwen met dezelfde eigenfrequentie toen zo sterk belast dat zij bezweken. Ook de miljoenenstad Los Angeles ligt op een wat slappe bodem in een komvormig gebied, maar bij de Northridge-beving was het resonante-effect te zwak om de waargenomen schade te kunnen verklaren.

Enkele jaren geleden werd gesuggereerd dat de golven van deze beving misschien door ondergrondse geologische structuren in bepaalde punten werden geconcentreerd. Helaas was de geologie van dit gebied niet voldoende nauwkeurig bekend om te kunnen uitmaken of dit mechanisme hier zou kunnen werken. Onderzoekers van de universiteit van Californië en van de Kansas State University hebben het probleem daarom omgedraaid en zijn de seismische metingen van 22 nabevingen gaan gebruiken om eventuele akoestische lenzen op het spoor te komen. Zij deden dus ongeveer hetzelfde als onderzoekers die met de gegevens van seismogrammen structuren in de mantel en de kern van de aarde in kaart willen brengen.

De Amerikaanse onderzoekers hebben nu gevonden dat de golven van de Northridge-beving inderdaad door drie akoestische lenzen moeten zijn gefocusseerd. Deze lenzen werden gevormd door de breuken die de noordwestelijke rand van het vier kilometer diepe bekken begrenzen waarop Los Angeles ligt. Seismische golven die de overgang tussen het (dichte) gesteente en (lossere) sediment passeren, werden precies geconcentreerd in de drie punten aan het oppervlak waar de grootste schade werd veroorzaakt. Deze akoestische lenzen zouden de intensiteit van de golven met een factor drie of meer hebben versterkt. Dit effect werkt echter alleen voor golven die uit één bepaald punt komen. De inwoners van Santa Monica hoeven dus niet te vrezen dat zij bij een beving elders opnieuw extra zwaar zullen worden getroffen.