Hoe snel kan het gaan met Japan. Een welvarend land dacht redelijk te kunnen voorspellen waar de zware aardbevingen plaats zouden vinden. Een kritische kijk leert echter dat bevingen moeilijk te voorspellen zijn. Robert Geller (Universiteit van Tokyo) geeft de Japanse overheid er flink van langs in Nature. Dat en meer over het voorspellen van aardbevingen.

Een ruime maand geleden schokte niet alleen Japan maar ook de wereld door de beelden die binnenkwamen van de tsunami. Nadat het nieuws over de tsunami en de in nood verkerende kerncentrale Fukushima langzaam minder werd, stond er een schokkend verhaal in Science: de tsunami was helemaal niet zo onverwacht als gedacht. Aan duidelijkheid geen gebrek bij Geller in Nature: “Voor geheel Japan is er risico op bevingen.”

Een kaart van de Japanse overheid uit 2010 met daarin de grootste risicogebieden voor aardbevingen in Japan (rood = grootste kans op aardschokken). De plaatsen waar doden vielen in de afgelopen jaren door bevingen vallen echter buiten deze risicogebieden.

Nature; aangepast naar Japan Headquarters for Earthquake Research Promotion 2010 data

Kijken naar het verleden

Robert Geller geeft aan dat beving en tsunami voorzien hadden kunnen – nee moeten – worden. Door te kijken naar vroegere aardbevingen in de Tohoku regio waar de recente beving plaatsgreep. Laagjes zand afgezet door tsunami’s, het bewijs voor een zware beving, zijn namelijk gevonden onder meer voor 869 AD, maar ook in 1896 toen 22.000 mensen stierven. Katsuhiko Ishibashi (Kobe University) wees de Japanse overheid al lange tijd op het gevaar van tsunami’s voor de kerncentrales in Japan waaronder Fukushima.

Voorspellen

Over het voorspellen van aardbevingen is Geller duidelijk tegen Kennislink: “Het korte antwoord is dat dit onmogelijk is als we het hebben over betrouwbare, nauwkeurige voorspellingen.” Hanneke Paulssen (Universiteit Utrecht_) is het hier mee eens: “Er bestaat geen enkel model dat aardbevingen in het algemeen kan voorspellen." Bernd Andeweg (_VU Amsterdam): “Het is ook meteen de tragiek van dit onderwerp: als we als geologen niet waarschuwen, dan hebben we het niet aan zien komen. Waarschuwen we wel, dan zijn we paniek aan het zaaien omdat we het toch niet precies genoeg kunnen aangeven.” Dat bleek maar weer eens uit ophef over een mogelijke aardbeving van 7,0 voor Nederland.

Wakuya, na de tsunami.

US Navy

“Voorspellen is iets anders dan verwachten dat er een aardbeving in een bepaald gebied plaats zal vinden,” weet Paulssen. “Voorspellen is echt nauwkeurig in tijd een (belangrijke) aardbeving voorspellen in een (klein) gebied. Voorspellen kan alleen gebeuren op basis van afwijkende metingen (van diverse soort) net voor de beving.”

Heel algemeen is het simpel te stellen waar grote aardbevingen voorkomen. Langs de randen van aardplaatgrenzen waar spanning zich snel opbouwt en vrijkomt bij een aardbevingsschot in de vorm van energie. Dat betekent niet dat zware bevingen onmogelijk zijn ver van aardplaatgrenzen, maar wel zeldzaam. Een voorbeeld zijn de New Madrid aardbevingen in het midden van de VS aan het begin van de 19e eeuw.

We willen echter preciezer weten waar zware bevingen langs aardplaatgrenzen plaatsvinden. Paulssen: “Het probleem is echter dat het voorkomen van deze aardbevingen onvoldoende bekend is: goede bepalingen van de sterkte van de bevingen gebaseerd op registraties van seismografen gaan in veel gebieden slechts terug tot de jaren zestig. Kaarten van het seismisch risico zijn dus veelal gebaseerd op onvoldoende informatie.” Andeweg vult aan waarom: “De grootste bevingen die in een gebied zich kunnen voordoen, komen maar eens in de honderden jaren voor.”

Seismisch gat

Een doorn in het oog voor Robert Geller is de ‘seismic gap’ (seismisch gat) theorie die stelt dat zware aardbevingen voorkomen daar waar lange tijd geen groot aardbevingsschot is afgegaan langs aardplaatgrenzen. Op basis daarvan wees de Japanse overheid de zuidelijke regio’s aan als een hoog risicogebied (waaronder Tokai). De term ‘Tokai aardbeving’ is zelfs zo vaak gebruikt door de overheid dat de Japanners er massaal naar zoeken op de Japanse Google. Maar…wat is er gebeurd sinds 1975 in deze regio’s? Niets, helemaal niets. Geen dodelijke, zware beving te bekennen.

“Het probleem is dat men soms niet weet of een gebied met lage seismiciteit seismisch niet actief is, dan wel dat het een seismic gap is,” vertelt Paulssen. Ook Andeweg kan zich hier in vinden. Gebieden die dus niet rood op de kaart gekleurd zijn, blijken soms juist de plaatsen met het grootste risico op zware bevingen omdat hier te weinig bevingen hebben plaatsgevonden.

De aardbeving in Haiti op 12 januari 2010 bij Port au Prince is een goed voorbeeld. Wetenschappelijk gezien was daar wel een beving verwacht, maar de risicokaart van de Amerikaanse geologische dienst (zie onder) laat een laag risico zien voor deze regio. De zwaarste beving van vorig jaar in Chili leek wél in een seismisch gat te vallen. Onderzoek van dit jaar laat zien dat dit toch niet helemaal het geval is, want de beving vond plaats ten noorden ervan. De wetenschappers melden dat de kans groter is geworden op nog een grote aardbeving in dat gebied.

De risicokaart voor bevingen in en rondom Haiti en de locatie van de 2010 beving (ster).

USGS

Signalen

Nog een voorbeeld uit Japan. In de zeventiger jaren overtuigden wetenschappers en de Japanse meteorologische dienst de overheid om een wet aan te nemen in 1978. De meteorologische dienst ging – en is nog steeds – 24 uur per dag aan het zoeken naar voorbodes voor de komende aardbeving in de Tokai regio (zie kaart Japan). De gevraagde nauwkeurigheid? Drie dagen. Het omhoog komen van de bodem wordt als de aanwijzing gezien voor een op handen zijnde beving, maar daar zit het probleem. Geller geeft namelijk aan dat deze theorie allang achterhaald is, maar nog steeds is het systeem in werking.

Nog een omstreden methode in het voorspellen van aardbevingen is dierengedrag. Het aantal vermiste honden en katten nam flink toe vlak voor de Loma Prieto aardbeving in Californië in 1989. Ook padden vertoonden vreemd gedrag vlak voor de l’Aquila beving in Italië in 2009. Of dit dierengedrag ooit gebruikt kan worden is maar zeer de vraag.

De pad Bufo bufo vertoonde vreemd gedrag.

Armin Kübelbeck

Maan

Ook de maan roert zich bij het voorspellen van aardbevingen. Andeweg: “Ken Ring, een Nieuw-Zeelandse weerman, die veel van zijn voorspellingen ophangt aan de positie van de maan ten opzichte van de aarde, heeft heel wat angst gezaaid door te beweren dat de bevingen in Christchurch samenvielen met bijzondere maanstanden.” Helemaal niet zo’n gekke gedachte want de maan trekt namelijk water met zich mee en zelfs het aardoppervlak met zo’n 20 cm. “Geologen onderzochten duizenden aardbevingen en vonden bij vooral middelzware aardbevingen wel een statistisch verband,” vertelt Andeweg. Precieze voorspellingen over de locatie van zo’n beving zijn echter onmogelijk.

Voor noordoostelijk Japan is het allemaal te laat mochten voorspellingen al mogelijk zijn. De vraag is of de Japanse overheid leert van haar fouten. “Ik hoop het, maar laten we afwachten,” laat Geller weten. In de tussentijd probeert hij de Japanse overheid te overtuigen. Net zoals vele andere (Japanse) wetenschappers in het verleden. De onthullende publicaties in Science en Nature zullen hier aan bijdragen. “De problemen liggen niet op het wetenschappelijke maar op het bureaucratische, politieke vlak,” besluit Paulssen.

Zie ook:

• Waarschuwing tsunami Japan al in 869 AD (Kennislinknieuws)
• Zware aardbeving en tsunami teisteren Japan (Kennislinknieuws)
• Tsunami (Kennislinkdossier)
• Plaattektoniek (Kennislinkdossier)