Je leest:

Voorspel een aardbeving vanachter je PC

Voorspel een aardbeving vanachter je PC

Auteur: | 8 december 2010

Natuurrampen voorspellen is lastig, maar het lukt ons steeds beter. Onderzoekers van Universiteit Utrecht en Technische Universiteit Delft hebben in vier jaar tijd een wiskundig algoritme ontwikkeld dat aardbevingen kan voorspellen. Kees Vuik, hoogleraar numerieke wiskunde aan de TU Delft, vertelt over de ontwikkeling die hopelijk mensenlevens zal gaan redden.

De tsunami in december 2004 werd vastgelegd op talloze video’s en foto’s.
Wikimedia Commons

12 januari 2010. De hele wereld is in de ban van de aardbeving op Haïti. Bijna 100.000 mensen komen om en anderhalf miljoen mensen raken dakloos. Zes jaar eerder vonden ook al 230.000 mensen de dood door een grote vloedgolf, ook wel tsunami genoemd. De oorzaak? Een zeebeving.

Tot voor kort was een aard- of zeebeving alleen te voorspellen door bijvoorbeeld lichte voorschokken die een heftigere aardbeving aankondigden. Daar werden ook al wiskundige algoritmes -opeenvolgingen van wiskundige bewerkingen- bij gebruikt, maar Vuik en zijn team hebben dit naar een heel nieuw level getild. Hun nieuwe algoritme is nauwkeuriger, sneller en beter.

Maar hoe ontstaat een aardbeving? De aarde bestaat uit verschillende aardlagen die allemaal langs elkaar heen bewegen met een andere snelheid. Hierdoor bouwt zich een spanning tussen de lagen op. Bij een te hoge spanning schieten de platen als het ware los, waardoor er schokgolven in de aarde ontstaan: een aardbeving. Het nieuwe algoritme houdt rekening met al deze processen, en voorspelt op basis daarvan wanneer een nieuwe aardbeving zal plaatsvinden.

In dit schema zie je hoe aardlagen langs elkaar beweging. Wanneer de lagen langs elkaar vast komen te zitten, bouwt er spanning op. Op een gegeven moment schiet een van de aardlagen door deze spanning plotseling voorbij de ander: een aardbeving.
Wikimedia Commons

“Bij dit onderzoek leggen we een soort 3D-rekenrooster over de aardlagen in de Anatolische breuk, de breuklijn in de buurt van Griekenland en Turkije. Met het algoritme kunnen we in alle kruispunten van dit rekenrooster berekeningen uitvoeren,” aldus Kees Vuik. Met ingewikkelde rekenmethodes kunnen de onderzoekers vervolgens voorspellingen doen over de spanningen die zich opbouwen in al deze kruispunten. “Je kunt zeggen waar de grootste spanning zich gaat opbouwen en waar dus zeer waarschijnlijk een aardbeving op gaat treden.”

Vier jaar geleden leek het Vuik onmogelijk om dit algoritme te ontwikkelen. “Algoritmes worden langzamer en minder nauwkeurig als je in meerdere punten gaat rekenen of als je in verschillende aardlagen wilt kijken met allemaal een andere stroperigheid. De computers die het algoritme uitvoeren moeten dan namelijk steeds meer berekeningen doen. Utrecht heeft ons jaren lastig gevallen omdat ze een algoritme wilden dat compleet onafhankelijk was van deze factoren. Toen we eraan begonnen, had ik niet gedacht dat het kon; zeker niet in vier jaar. Nu is het toch gelukt. Het algoritme is honderd keer sneller en efficiënter dan vier jaar geleden het geval was.”

Ook aan het aardoppervlak zien we bewijs van de spanning die opbouwt in onze aardlagen: deze rots is daardoor helemaal kromgetrokken.
Wikimedia Commons

Om berekeningen te kunnen doen met het algoritme, moet je wel eerst informatie hebben over de aardlagen; anders heb je niets om mee te gaan rekenen. Dat is echter geen probleem. “Bij boringen naar olie en gas worden gegevens verzameld. Ook is er een techniek waarbij je geluidstrillingen de aarde in stuurt. Elke aardlaag kaatst deze geluidstrillingen op een andere manier terug. Door deze terugkaatsing op te meten, kun je zien welke eigenschappen de verschillende aardlagen hebben.”

Als laatste maken de onderzoekers gebruik van de trillingen bij andere aardbevingen. Ook deze trillingen worden teruggekaatst naar het aardoppervlak en daar opgemeten. “Trillingen van aardbevingen dringen dieper door in de aarde dan geluidstrillingen. Hierdoor kunnen we veel dieper in de aarde meten. Het nadeel is natuurlijk wel dat je moet wachten totdat er een aardbeving langs komt.”

Kunnen hier ook mensenlevens mee gered worden? Nooit meer de schokkende beelden op tv van ingestorte huizen, huilende moeders en dode lichamen die onder het puin vandaan gehaald worden? Vuik geeft aan dat ze nog lang niet zo ver zijn. “Je kunt wel voorspellen waar een aardbeving gaat plaatsvinden, maar op dit moment is het nog niet mogelijk te voorspellen op welke dag een aardbeving plaatsvindt. Je kunt mensen niet een jaar lang evacueren. Wel zou je rekening kunnen houden met het bouwen in mogelijke rampgebieden. Ervoor zorgen dat gebouwen niet te hoog worden zodat ze minder snel instorten. Of door te bouwen met speciale staalconstructies, waardoor een huis niet instort tijdens een aardbeving, maar meebeweegt. Hiermee kun je voorkomen dat een aardbeving honderdduizenden mensenlevens eist.”

Zie ook:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/aardbeving.atom", “max”=>"6", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 08 december 2010

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.