Aardbevingen zijn iets ongrijpbaars voor veel mensen. Het is toeval wanneer er eentje plaatsvindt. Dat geldt vooral voor gebieden die niet bij de randen van aardplaten liggen. De spanning in de aardkorst van gebieden ver van aardplaten bouwt zich te langzaam op om te kunnen aangeven wanneer een aardbeving het ‘schot’ gaat lossen. Eric Calais (Purdue Universiteit, Indiana, VS) en collega’s laten in Nature zien dat de drie zware bevingen van 1811-1812 in het midden van de VS van 7,0-7,5 op de momentmagnitudeschaal niet toevallig waren…

Een scheur in de aarde veroorzaakt door één van de bevingen is hier opgevuld met zand.

USGS

De bevingen

De serie bevingen staan bekend als de ‘New Madrid aardbevingen’ naar het grootste plaatsje in de toenmalige buurt. Dit zijn de zwaarst bekende bevingen ten oosten van de Rocky Mountains. Het gebied dat schudde door de beving strekte zich uit tot bijna geheel Oost-Amerika. De eerste grote schok vond plaats op 16 december 1811 om kwart over twee in de nacht, gevolgd door een grote naschok om kwart over zeven in de morgen. De tweede en derde schok vonden plaats op 23 januari en 7 februari van 1812. De gevolgen waren schade aan de weinige gebouwen, opheffing en verzakking van land, en grote golven op de Mississippi. In die tijd waren er nog geen seismografen waarmee de sterkte van de beving precies kon worden gemeten. Toch hebben onderzoekers kunnen vaststellen hoe zwaar de bevingen waren met hulp van historische gegevens.

De bevingen in het midden en oosten van de VS in de afgelopen tweehonderd jaar.

Eric Calais, Purdue Universiteit

Oorzaak

Het is moeilijk te begrijpen waarom zoveel zware bevingen plaatsvinden in slechts enkele maanden. Toch hebben wetenschappers pogingen gewaagd om de bevingen te verklaren. Ze zijn het er over eens dat er een verandering in de regio moet zijn geweest en dat bepaalde breuken in het gebied geactiveerd werden. In 2001 meldden Grollimund en Zoback dat het smelten van de Noord-Amerikaanse ijskap de directe oorzaak van de bevingen was. Het ijs was echter al ~15.000 jaar weg. Calais en collega’s denken ook aan een scenario aan het einde van de ijstijd. In dit geval gaat het niet om de smelt van ijs zelf, maar om de lokale insnijding van rivieren in het stroomgebied van de Mississippi.

De locatie van de drie grote bevingen in het wit met op de achtergrond de topografie van het huidige gebied.

Eric Calais, Purdue Universiteit

Door de smelt van ijs kwam veel smeltwater in het Mississippi stroomgebied terecht. Het vele water nam 6 meter sediment mee op een gebied van 60 km² tussen 16 en 12.000 jaar geleden gevolgd door nog eens 6 meter op een half zo groot gebied in de 2000 jaar erna. Dit pikte de ondergrond niet zomaar en reageerde door opheffing waardoor er stressveranderingen optraden. Dit leidde tot rekking dichtbij het oppervlakte, waardoor breuken geactiveerd werden en uiteindelijk tot een zware beving leidden. Zoals bijvoorbeeld de Cottonwood Grove breuk die de aardbeving veroorzaakte in 1811.

Waarom pas in 1811-1812? Daarvoor moet naar een langere periode gekeken worden, want de drie bevingen in 1811-1812 zijn namelijk niet de enige. Nog steeds komen er bevingen voor, al zijn het—op dit moment—kleinere. De eerste bevingen begonnen waarschijnlijk al zo’n 10.000 jaar geleden, net toen de erosie door de rivieren ten einde was. De bevingen van 1811-1812 passen dus in het plaatje. In de komende duizenden jaren worden nog bevingen verwacht bij breuken die nog geen beving veroorzaakten, want de spanning zit er hier nog op. Lichte én mogelijk zware aardbevingen zijn mogelijk.