Is een aardbeving met magnitude 3,1 veel zwaarder dan een aardbeving met magnitude 2,9?

Op 5 november schudde de grond in het Groningse dorpje Zandeweer. Het KNMI schatte de magnitude van deze aardbeving in op 2,9, het GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam in Duitsland kwam uit op een waarde van 3,1. “Bij gesprekken over aardbevingen in Noord Nederland en debatten in de Tweede Kamer merk ik vaak dat mensen denken dat er niet zoveel verschil is tussen bevingen met dergelijke magnitudes”, schrijft Liesbeth van Tongeren van de fractie Groen Links. “Kunnen jullie de schaal waarop die bevingen gemeten worden nog eens uitleggen?”

30 november 2014

De magnitudes van aardbevingen worden tegenwoordig op twee manieren weergegeven: Op de Schaal van Richter, of met een momentmagnitude. Voor de Zandeweerbeving werd zowel door het KNMI als door het GFZ de Schaal van Richter gebruikt. Beide schalen zijn logaritmisch: Een punt extra op de schaal betekent dat de sterkte van de beving tien keer groter is. Een beving met magnitude 3 is dus 10 keer sterker dan een beving met magnitude 2, en zelfs 100 (want 10²) keer sterker dan een beving met magnitude 1. Het verschil tussen een beving van 2,9 en van 3,1 bedraagt 0,2 punten op de magnitudeschaal, dus een factor 10^0,2. Dit betekent dat het GFZ de aardbeving bij Zandeweer ruim 1,5 keer sterker inschat dan het KNMI.

De energie die vrijkomt bij een aardbeving gaat zelfs met een factor 31,6 omhoog per punt op de magnitudeschaal: Bij een 3,1 beving komt dus 31,6^0,2=2 keer zoveel energie vrij als bij een 2,9 beving. Het dubbele!

Veel?

Dat verschil lijkt aanzienlijk, maar omdat we ons relatief laag op de schaal bevinden valt het toch mee. Vergelijk het met een muizenplaag, waarbij het aantal muizen wekelijks verdubbelt, en er in week 1 twee muizen zijn: Zowel het verschil tussen week 2 en week 3 als tussen week 10 en week 11 is dan een factor 2 – maar in week 3 zijn er vier muizen meer dan in week 2, terwijl het verschil tussen week 10 en week 11 meer dan duizend muizen bedraagt. Juist bij zware bevingen kan een tiende punt extra op de magnitudeschaal dus grote gevolgen hebben.

Een stuk papier met een seismogram erop. — Seismogram van een aardbeving
KNMI, CC0

Daar komt bij dat de magnitude lang niet alles zegt over het effect van de aardbeving. Factoren als de diepte van de beving en de bodemeigenschappen ter plekke zijn minstens zo belangrijk. In Brabant en Limburg komen bevingen voor tot op een diepte van 30 kilometer, die pas worden gevoeld bij een magnitude groter dan 3.0. Bij de gasbevingen in Groningen gaat het echter om dieptes tot maximaal 3 kilometer. Daarbij ontstaan oppervlaktegolven, en schudt de boel veel harder heen en weer. In de praktijk blijkt dat in de provincie Groningen bevingen met magnitudes tussen 2,5 en 3,5 goed gevoeld worden – de huizen schudden en er kunnen scheuren in muren ontstaan. Hiervoor maakt het weinig uit of de beving een magnitude van 2,9 of van 3,1 heeft.

Verklaring

Maar hoe komt het eigenlijk, dat verschillende instituten verschillende waardes meten voor dezelfde beving? Het heeft te maken met het feit dat je de sterkte moet afleiden uit trillingen die op enige afstand van het epicentrum van de beving gemeten zijn. Om de exacte sterkte te bepalen moet je terugredeneren naar de bron, en dus aannames doen over de golfdempingseigenschappen van de bodem. “Een onzekerheid in de sterktes van 0,1 tot 0,2 magnitude-eenheden is vrij gebruikelijk”, zegt Bernard Dost, seismoloog bij het KNMI in De Bilt. Het KNMI bepaalt de sterkte van aardbevingen in Groningen met behulp van een dicht, lokaal meetnetwerk, legt hij uit. Andere organisaties gebruiken netwerken waarvan de waarneemstations op grotere afstand van de bron staan en waarvan de afstand tussen de stations groter is. Bovendien gebruikt het KNMI dempingsrelaties die speciaal voor Noord Nederland zijn bepaald, terwijl andere organisaties met gemiddelde waarden over grotere gebieden werken.

De waarden van het KNMI zijn dus waarschijnlijk betrouwbaarder. “Maar belangrijker is misschien nog wel dat alle bevingen in Groningen door het KNMI op dezelfde manier zijn bepaald, zodat de lijst van het KNMI in elk geval intern consistent is”, zegt Dost.

Reageer