De volgende aardbeving is nu al zichtbaar

In Nepal is de dreiging van een nóg grote aardbeving toegenomen. Door nieuwe apparatuur kunnen we nu ongekend gedetailleerd zien wat er precies gebeurt.

De aardbeving die op 25 april in Nepal aan 8.900 mensen het leven kostte, begon op 15 kilometer diepte, in een punt 80 kilometer ten noordwesten van de hoofdstad Kathmandu. Ondergrondse scheuren verplaatsten zich vanuit dat punt met 2,8 kilometer per seconde naar het oosten, waarbij het scheurfront in één minuut 140 kilometer aflegde. De breuk stopte daar ruim twee weken, toen bleef de breuk even rustig, om bij een naschok op 12 mei plotseling weer verder te schieten.

In twee publicaties, gisteren in Science en eerder deze week in Nature Geoscience, staat in ongekend detail beschreven wat er tijdens de aardbeving in de Nepalese bodem gebeurde. De reconstructie was mogelijk dankzij nieuwe meetapparatuur, zoals een plaatselijk gps-netwerk.

„Twee heel goede studies”, noemt geoloog Douwe van Hinsbergen van de Universiteit Utrecht de dubbelpublicatie. Ze bieden een ongekend gedetailleerd kijkje in de geologische keuken, zegt hij. „Er is bijvoorbeeld nog nooit eerder een aardbeving van dit type en omvang gebeurd, pal onder een netwerk van gps-stations.”

De bodem verschoof 6,5 meter

In Science beschrijven geologen, onder wie Shri Ram Maharjan van het Nepalese ministerie van mijnen en geologie, hoe tijdens de aardbeving de bodem op sommige plaatsen tot 6,5 meter verschoof.

Uit hun reconstructie blijkt dat de uitzonderlijke schade aan grote gebouwen in de hoofdstad Kathmandu mogelijk was doordat die stad in een vallei ligt die is volgelopen met sediment. Gps-metingen laten zien hoe de aardbevingstrillingen het sedimentbassin in resonantie brachten. Van Hinsbergen: „Wat er gebeurde is vergelijkbaar met een brug die kapot trilt als er soldaten overheen marcheren.”

Dit leidde tot extreme bodembewegingen, met snelheden tot 70 centimeter per seconde, die secondenlang aanhielen. Daardoor stortten hoge stenen torens in die eerdere, zwaardere aardbevingen overleefd hadden. Abrupte, hoogfrequente trillingen werden juist gedempt, waardoor kleinere gebouwen gespaard bleven. „De details van de aardbeving en de plaatselijke bodem hebben een enorme invloed op de uitwerking van de aardbeving. Nogal een open deur, maar nu kunnen we heel precies zien hóe dat dan werkt.”

In Nature Geophysics analyseren Jean-Philippe Avouac van Cambridge University en collega’s satellietradarbeelden en seismische trillingen. Door die trillingen in een computersimulatie achteruit af te spelen, lokaliseerden ze de plaatselijke trillingshaarden.

Nepal ligt bovenop een geologische breukzone. Het is de plaats waar het Indiase continent met een topsnelheid van 2 centimeter per jaar onder het Aziatische continent schuift. Gladjes gaat dat niet: de wrijving van steen op steen leidt tot oplopende spanningen die af en toe tot ontlading komen in kleinere en grotere aardbevingen.

De ‘achterstallige’ schuifbeweging wordt dan in één klap rechtgezet, waarbij gesteenten soms vele meters langs elkaar schuiven. Grote aardbevingen vonden plaats in in 1255, 1505, 1833 en in 1934, toen een groot deel van Kathmandu in puin lag. „De spanning in dit gedeelte van de breukzone lijkt nu wel vrijgekomen”, zegt Van Hinsbergen.

Maar Avouacs analyse wijst op nieuw gevaar. Ten westen van het epicentrum heeft een stuk breukzone al sinds 1505 geen grote aardbeving meer ondergaan. De achterstallige schuifafstand is daar inmiddels opgelopen tot mogelijk 10 meter. Van Hinsbergen: „Daar gaat het vroeg of laat ook tot een grote beving komen, en door deze schok zou dat wel eens eerder vroeg dan laat kunnen zijn.”