Een slow-motion aardbeving van 32 jaar - de langzaamste ooit gemeten - leidde uiteindelijk tot de catastrofale aardbeving in Sumatra in 1861, onderzoekers van de Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) hebben gevonden.

Het NTU-onderzoeksteam zegt dat hun studie mogelijke ontbrekende factoren of verkeerde modellen in de wereldwijde risicobeoordelingen van aardbevingen vandaag de dag aan het licht brengt.

Slow-motion aardbevingen of slow-slip gebeurtenissen verwijzen naar een soort lange, langdurig spanningsvrij fenomeen waarbij de tektonische platen van de aarde tegen elkaar schuiven zonder grote grondschudding of vernietiging te veroorzaken. Het gaat meestal om bewegingen van enkele centimeters per jaar tot centimeters per dag.

Het NTU-team deed de verrassende ontdekking tijdens het bestuderen van historische zeespiegels met behulp van oude koralen die micro-atollen worden genoemd op Simeulue Island, gelegen voor de kust van Sumatra. Zowel zijwaarts als opwaarts groeiend, de schijfvormige koraalmicro-atollen zijn natuurlijke registreerders van veranderingen in zeeniveau en landhoogte, door hun zichtbare groeipatronen.

Met behulp van gegevens van de micro-atollen en deze te combineren met simulaties van de beweging van de tektonische platen van de aarde, het NTU-team ontdekte dat van 1829 tot de aardbeving in Sumatra in 1861, zuidoostelijk Simeulue-eiland zonk sneller dan verwacht in zee.

Deze slow-slip-gebeurtenis was een geleidelijk proces dat de spanning verlichtte op het ondiepe gebied waar twee tektonische platen elkaar ontmoetten, zei het NTU-team. Echter, deze spanning werd overgebracht naar een naburig dieper segment, culminerend in de enorme aardbeving en tsunami van 8,5 op de schaal van Richter in 1861, wat tot enorme schade en verlies aan mensenlevens leidde.

De ontdekking markeert de langste slow-slip-gebeurtenis die ooit is geregistreerd en zal de wereldwijde perspectieven op de tijdspanne en mechanismen van het fenomeen veranderen, zegt het NTU-team. Wetenschappers geloofden eerder dat slow-slip-gebeurtenissen alleen gedurende uren of maanden plaatsvinden, maar het NTU-onderzoek toont aan dat ze, in feite, tientallen jaren doorgaan zonder de rampzalige schokken en tsunami's te veroorzaken die in historische archieven worden gezien.

Hoofdauteur van de studie, Rishav Mallick, een doctoraat student aan de NTU Asian School of Environment, zei, "Het is interessant hoeveel we hebben kunnen ontdekken van een handvol ideaal gelegen koraallocaties. Dankzij de lange tijdspanne van de oude koralen, we waren in staat om te peilen en antwoorden te vinden op geheimen uit het verleden. De methode die we in dit artikel hebben aangenomen, zal ook nuttig zijn voor toekomstige studies van andere subductiezones - plaatsen die gevoelig zijn voor aardbevingen, tsunami's, en vulkaanuitbarstingen. Ons onderzoek kan daarom bijdragen aan betere risicobeoordelingen in de toekomst."

Co-auteur assistent-professor Aron Meltzner van het Earth Observatory of Singapore bij NTU zei:"Toen we deze koralen meer dan tien jaar geleden voor het eerst vonden, we wisten uit hun groeipatronen dat er iets vreemds aan de hand moest zijn terwijl ze groeiden. Nu hebben we eindelijk een haalbare verklaring."

De bevindingen, gepubliceerd in het peer-reviewed wetenschappelijke tijdschrift Natuur Geowetenschappen in mei, leidde ertoe dat de auteurs suggereerden dat de huidige aardbevingsrisicobeoordelingen de lopende slow-slip-gebeurtenissen in de waarnemingen over het hoofd kunnen zien, en dus niet goed rekening houden met het potentieel voor slow-slip-gebeurtenissen om toekomstige aardbevingen en tsunami's te veroorzaken.

Mogelijke 'slow motion' aardbeving aan de gang op het eiland Enggano

Ver van het land onder kilometers water gelegen, het ondiepere deel van de subductiezone is typisch 'rustiger' en veroorzaakt niet zoveel aardbevingen. De verre ligging maakt het ook moeilijk voor wetenschappelijke instrumenten op het land om activiteiten te detecteren en voor wetenschappers om te begrijpen wat er gaande is.

Veel wetenschappers hebben daarom de neiging gehad om de 'stilte' van het ondiepe deel van de subductiezone te interpreteren als te betekenen dat de tektonische platen die eronder liggen gestaag en onschadelijk voortschuiven.

Hoewel dit in sommige gevallen correct kan zijn, de NTU-studie wees uit dat dit glijden niet zo stabiel is als werd aangenomen en kan optreden bij slow-slip-gebeurtenissen.

Voortbouwend op hun bevindingen, Rishav zei, "Omdat zulke slow-slip-gebeurtenissen zo traag zijn, we hebben ze misschien gemist, aangezien de huidige instrumentale records over het algemeen maar tot 10 jaar lang zijn."

Hij voegde toe, "Als vergelijkbaar gedrag wordt waargenomen in de aanloop naar aardbevingen elders, dit proces kan uiteindelijk worden erkend als een voorloper van een aardbeving."

Door gebruik te maken van hun methodologie in het onderzoek, het NTU-team wees ook op een mogelijk aanhoudend langslepend slow-slip-evenement op het eiland Enggano, Indonesië, gelegen op ongeveer 100 km (60 mijl) ten zuidwesten van Sumatra.

Asst Prof Meltzner zei:"Als onze bevindingen kloppen, dit zou betekenen dat de gemeenschappen die in de buurt van dit Indonesische eiland wonen, mogelijk een groter risico lopen op een tsunami en aardbeving dan eerder werd gedacht. Dit suggereert dat modellen van risico- en risicobeperkingsstrategieën moeten worden bijgewerkt."