Je leest:

En als de gasbevingen in Den Haag hadden plaatsgevonden?

En als de gasbevingen in Den Haag hadden plaatsgevonden?

Ondergrond bepaalt aardbevingsschade

Auteur: | 20 juni 2018
Aikep, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Hoeveel schade een aardbeving aanricht, hangt af van de ondergrond. Slappe bodems kunnen aardbevingsgolven versterken. En dat is pech voor de mensen die op veen of klei wonen.

“Welk schadebeeld zou je verwachten als de sterkste gasbeving tot nu toe niet in Groningen maar onder het centrum van bijvoorbeeld Den Haag had plaatsgevonden?”, vraagt Richard van der Horst via Twitter. “Begrijp me goed, ik wens niemand een aardbeving toe!”

Voor het antwoord op deze vraag ging NEMO Kennislink op bezoek bij Jan Stafleu, geomodelleur bij de Geologische Dienst van TNO in Utrecht.

Dit artikel hoort bij een serie verhalen naar aanleiding van lezersvragen, over de aardbevingen en gaswinning in Groningen. Alle beantwoorde vragen staan hier.

Figuur 2 kantoquake v2
De schade veroorzaakt door de Kanto aardbeving van 1923 in Japan. Rood is veel schade, blauw is weinig. Bij Tokio, op afstand van het epicentrum, is meer schade dan in het omliggende gebied door verschil in de bodemsamenstelling.
Kaizuka, S. and Matsuda, I. (1982). Damage Ratio of Wooden Houses due to the Kanto Earthquake of 1923. Naiga Map Production Inc.

“Kijk”, zegt Stafleu, en hij legt een kaart van de regio Kanto in Japan op tafel. “Hier kan je het effect goed zien.” De kaart toont de schade ten gevolge van een magnitude acht aardbeving in 1923 bij de zeehaven Yokohama, de kleur rood is voor de gebieden waar de beving de houten huizen destijds totaal verwoestte. Zoals te verwachten neemt de roodkleuring af met de afstand tot de aardbeving. Maar op zo’n zeventig kilometer van het epicentrum kleurt de kaart plotseling opnieuw roodoranje, in een langwerpige vlek vanuit Tokio naar het noorden.

“Dat is het opslingereffect”, verklaart Stafleu. Tokio ligt aan de zuidkant van een vroegere vallei, die in het Holoceen (het tijdperk waarin we nu leven) opgevuld raakte met sedimenten uit rivieren en de ondiepe zee. De vlek op de kaart valt precies samen met deze slappe Holocene kleilagen. Het omringende gebied, waar nauwelijks schade was, bestaat uit steviger gesteente.

In de branding

Bij een aardbeving ontstaan aardbevingsgolven, die zich voortplanten door de ondergrond. De snelheid waarmee zo’n golf door de aarde reist, neemt af in slap en zacht gesteente. De wet van behoud van energie schrijft echter voor dat dit gecompenseerd moet worden – en dat doet de golf door hoger te worden. “Vergelijk het met de branding”, zegt Stafleu. “Waar de zee ondieper wordt verliezen golven snelheid. Daarom zijn ook daar de golven hoger.”

Voor de Groningers is dat pech. De Groningse kleibodem maakt dat grote delen van de provincie zich precies in de branding van de aardbevingsgolven bevinden.

Veen-klei-zand

Hoe de ondergrond exact op de aardbevingsgolven reageert hangt af van vele factoren, vertelt Stafleu. Wanneer en onder welke omstandigheden is een sedimentlaag afgezet? Uit wat voor materiaal bestaat het? Is het al wat compacter geworden in de loop der tijd? Maar als vuistregel kan je stellen dat je in veengebieden de hoogste golven krijgt, en dat ook kleigrond veel opslingering geeft, zegt Stafleu. “Op zandgrond zit je nog het beste.”

Als je redelijk ver van het epicentrum van de aardbeving af zit, tenminste. Opslingering is niet het enige dat de schade bepaalt, benadrukt Stafleu. “Hoe verder weg, hoe groter het gebied waarover de aardbevingsenergie zich inmiddels verspreid heeft, en hoe minder sterk dus de golven.” Om dezelfde reden geven ondiepe aardbevingen meer schade dan de diepe.

Daarnaast hangt de schade af van het huis en de manier waarop het gebouwd is. “Als je in een veengebied woont maar je huis staat met heipalen stevig verankerd in de onderliggende Pleistocene zandgrond, heb je van het opslingereffect ook minder last”, zegt Stafleu.

Het opslingereffect in Groningen

Amplificatie
De opslingering (amplificatiefactor AF) voor lichte bevingen, met een periode (trillingstijd per golf) van 0,6 sec.
Pauline Kruiver en collega’s, Deltares. Met toestemming.

Het opslingereffect, berekend door Pauline Kruiver en collega’s van Deltares, met behulp van het hieronder beschreven ondergrondmodel van Nederland. De opslingering is aangegeven met de amplificatiefactor (AF). Als die groter is dan 1, dan vindt opslingering plaats. In Groningen is de opslingering dus groter in het noorden, waar slappere grond aanwezig is, dan in het zuiden.

Den Haag

Terug naar de lezersvraag dan. Hoeveel schade zou een beving als die van 2012 in Huizinge (de grootste tot nu toe, met een magnitude van 3,6) veroorzaken als hij onder Den Haag had plaatsgevonden?

Stafleu opent de (publieke) website van TNO, waar op het zogeheten DINOloket de hele ondergrond van Nederland is opgeslagen (zie kader), en tovert een profiel tevoorschijn dat over Den Haag loopt. We zien duinen, strandwallen, wadafzettingen en veen. Vanaf Scheveningen naar de binnenstad neemt de hoeveelheid klei en veen toe, wijst Stafleu aan: “In Den Haag zouden mensen in het centrum dus meer last van een aardbeving hebben dan mensen die aan de zeezijde van de stad wonen.”

Over de exacte schade die op zou treden, is lastig iets te zeggen – hoewel met name de dichte bebouwing er waarschijnlijk voor zou zorgen dat het aantal schadegevallen in Den Haag fors hoger uit zou pakken dan in Groningen nu het geval is.

Hoe ziet de ondergrond van Nederland er uit?

De Geologische Dienst van TNO heeft alle beschikbare gegevens over de Nederlandse ondergrond samengevoegd in een driedimensionaal model. Het bestaat uit ‘voxels’ (dat zijn pixels, maar dan in drie dimensies) van 100 bij 100 bij 0,5 meter. Het model is voor iedereen te raadplegen, via het DINOloket. Kies eerst ondergrondmodellen, en klik dan op GeoTOP voor de bovenste meters. Alle oranje stippen op de kaart zijn boringen (van enkele meters diep) die gebruikt zijn voor het model. Steeds dieper – maar ook steeds minder gedetailleerd – kom je vervolgens met de modellen DGM, REGIS II en DGM-diep.

Veluwe

En waar in Nederland woon je nou het veiligst, als het om aardbevingen gaat? Over die vraag hoeft Stafleu niet lang na te denken. “Op de Veluwe zit je goed”, zegt hij. Daar woon je op stevige zandgrond dus weinig last van opslingering, en je hebt er geen last van de tektonische (dus natuurlijke) aardbevingen die Limburg en Brabant nog wel eens willen opschrikken. “En je zit er zo ver van de zee en de grote rivieren, dat je ook nog eens weinig kans hebt op overstromingen”, voegt Stafleu er aan toe.

Want laten we dat niet vergeten: voor een Nederlander is het risico door overstromingen nog altijd veel groter dan het aardbevingsgevaar.

Bronnen / meer lezen:

  • Stafleu, Busschers en Tanabe, Nederlands ondergrondmodel voorspelt Japanse aardbevingsschade, Geo.brief, nr.4, juni 2016
  • Nauta, Kruiver en Stafleu, Het opslingereffect van de Groninger ondergrond in kaart gebracht, Geo.brief, februari 2017
  • Kruiver e.a., Characterisation of the Groningen subsurface for seismic hazard and risk modelling, Netherlands Journal of Geosciences — Geologie en Mijnbouw, 96 – 5 (2017), 215–233 doi.org/10.1017/njg.2017.11
  • Kruiver e.a., An integrated shear-wave velocity model for the Groningen gas field, The Netherlands, Bulletin of Earthquake Engineering, September 2017, doi.org/10.1007/s10518-017-0105-y
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 20 juni 2018

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.