science >> Wetenschap >  >> Natuur

Kleine aardbevingen veroorzaakt door migrerende gassen in de ondergrond

Luchtfoto van Istanbul. Het hele stedelijke gebied wordt als bijzonder aardbevingsgevoelig beschouwd. Krediet:G. Kwiatek, GFZ

Het grootstedelijk gebied van Istanbul met ongeveer 15 miljoen inwoners wordt als bijzonder aardbevingsgevoelig beschouwd. Om het risico goed in te kunnen schatten, onderzoekers moeten de processen ondergronds ontcijferen. Nutsvoorzieningen, een team met Marco Bohnhoff van het GFZ German Research Center for Geosciences heeft nieuwe vooruitgang geboekt. Onder de Zee van Marmara, ze ontdekten aardbevingen die niet direct werden veroorzaakt door tektonische spanningen, maar door opkomend aardgas. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

Het team, onder leiding van Louis Geli van het Franse onderzoekscentrum Ifremer, analyseerde seismische gegevens die zijn geregistreerd na een aardbeving met een kracht van 5,1 in het westelijke deel van de Maramara Zee op 25 juli 2011. Zoals verwacht, verschillende naschokken vonden plaats in de volgende dagen en weken, maar ze waren minder ernstig. "Een sterkere aardbeving verandert de spanning onder de grond. Dit resulteert in verdere schokken - zogenaamde naschokken - waarbij de spanningsveranderingen vervolgens weer worden gecompenseerd, " legt Bohnhoff uit. Dit gebeurde in de zomer van 2011 onder de Zee van Marmara bij Istanbul. Het was opvallend, echter, dat er slechts een paar naschokken plaatsvonden in de kristalheldere kelder waar de belangrijkste aardbeving zijn oorsprong had. "In plaats daarvan, we hebben veel trillingen geregistreerd op zeer ondiepe diepten onder de zeebodem, " zegt Bohnhoff, die betrokken was bij de lokalisatie en analyse van de ondiepe aardbevingen. "Dit was heel verrassend, omdat deze lagen bestaan ​​uit zacht sediment dat typisch aseismisch vervormt onder tektonische spanning en geen abrupte bewegingen maakt die typisch zijn voor aardbevingen."

In feite, er is een ander onderliggend mechanisme, zoals de auteurs uitleggen:De aardbeving M5.1 verstoorde het spanningsveld zodanig dat een aardgasreservoir in de buurt van de tektonische storing onder verhoogde druk komt te staan. Als resultaat, gas ontsnapte en ging omhoog, zwakkere aardbevingen veroorzaken. "Verschillende processen komen in het geding. Kleine schuifbreuken kunnen zijn geactiveerd, of de ontgassing kan trillingen van met water gevulde holtes hebben veroorzaakt, een proces dat ook bekend is van vulkanen of gaslekken. "De exacte processen die plaatsvinden onder de bodem van de Maramara Zee kunnen niet worden opgelost met de beschikbare gegevens, " zegt de geofysicus. Hiervoor zijn seismometers nodig, die nog dichter bij de bronlocatie zijn geïnstalleerd, bijvoorbeeld in boorgaten.

Bohnhoff en zijn collega's van GFZ en andere internationale partnerinstituten hebben deze instrumentatie verder naar het oosten opgezet, in het grotere gebied van Istanbul, als onderdeel van het GONAF-observatorium (Geophysical Observatory at the North Anatolian Fault). De apparaten zijn ontworpen om de voortdurende vervorming van de tektonische platen te detecteren, spanningen in de aardkorst en trillingen zeer nauwkeurig, en zo uiteindelijk een meer realistische risicoanalyse mogelijk te maken voor de komende sterke aardbeving aan de poorten van de megastad. Er is een kans van 35 tot 70 procent op een aardbeving met een kracht van 7 of meer tegen het jaar 2040.

"Het seismische gevaar en risico voor de metropoolregio Istanbul verandert niet noodzakelijkerwijs als gevolg van de nieuwe bevindingen. Maar ze moeten worden opgenomen in verschillende aardbevingsscenario's om ze realistischer te maken, " zegt Bohnhoff. "Op deze manier we belichten ook een aspect dat tot nu toe volledig werd genegeerd door het publiek, d.w.z. dat de ruimtelijke nabijheid van de Noord-Anatolische breukzone en de gasafzetting een extra gevaarpotentieel vormt." Door de afzetting bevinden zich grote gastanks op korte afstand aan land. In het geval van een sterke aardbeving, er is een verhoogd risico op explosie of gaslekken. Bohnhoff zegt, "Dergelijke gevaren vergroten het risico voor de bevolking om te worden beschadigd als gevolg van een aardbeving."