Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Vraag en antwoord:Wat gebeurde er ondergronds tijdens de aardbeving op het schiereiland Noto?

Seismische intensiteit van de aardbeving die plaatsvond rond 16.10 uur. op 1 januari (uit gegevens vrijgegeven door het Japan Meteorological Agency). Credit:Kobe Universiteit

De aardbeving op het schiereiland Noto die op 1 januari plaatsvond, bracht de uitdagingen van het aardbevingsgevoelige Japan weer scherp in beeld. Met een kracht van 7,6, die de aardbeving in Kobe in 1995 (Grote Hanshin-Awaji-aardbeving) overtrof, veroorzaakte de aardbeving aanzienlijke onrust in het landschap en een aanzienlijke opstijging van de grond. Opvallend is ook het grote aantal naschokken. Wat gebeurde er precies onder het schiereiland Noto?



We vroegen professor Yoshioka Shoichi van het Research Center for Urban Safety and Security van de Universiteit van Kobe, een expert in mechanismen voor het genereren van aardbevingen, naar de kenmerken van deze aardbeving en toekomstige tegenmaatregelen.

Wat voelde je toen je voor het eerst hoorde over de aardbeving op het schiereiland Noto?

Ik was thuis in de stad Kobe toen de aardbeving plaatsvond. Ik ontving de noodwaarschuwing voor een aardbeving op mijn smartphone, maar ik voelde geen trillingen, dus ik dacht aanvankelijk dat het vals alarm was. Toen ik echter de tv aanzette, besefte ik dat het een grote aardbeving was. Ik heb ook informatie ontvangen van buitenlandse onderzoekers die ik ken.

Wanneer er ergens ter wereld een grote aardbeving plaatsvindt, analyseert de United States Geological Survey (USGS) deze en verspreidt de informatie.

Ik begon deze aardbeving te analyseren terwijl ik naar dergelijke wetenschappelijke informatie keek. De omvang van de breuk die tijdens de aardbeving op het schiereiland Noto bewoog, bedroeg ongeveer 150 kilometer. Gezien het feit dat de aardbevingsbreuk in Kobe zich over ongeveer 50 kilometer uitstrekte, is het duidelijk dat dit een behoorlijk grote aardbeving was. In termen van energie was dit ongeveer acht maal zo groot als bij de aardbeving in Kobe.

Wat denk je dat er ondergronds gebeurde op het schiereiland Noto?

De aardbeving was van het type omgekeerde breuk, waarbij de actieve breuk direct onder het noordelijke deel van het schiereiland Noto verticaal bewoog. Analyse van de seismische golven onthulde aanzienlijke verplaatsingen direct onder de noordelijke punt van het schiereiland, evenals grote bewegingen in de actieve breuklijnen van de onderzeeërs tussen het schiereiland en het eiland Sado (prefectuur Niigata).

Verdeling van epicentra van aardbevingen rond het schiereiland Noto (uit JMA-gegevens). Credit:Kobe Universiteit

Als gevolg van de verticale beweging werd de landzijde opgetild, terwijl het kustgebied rond Wajima City naar verluidt maar liefst 4 meter hoger lag.

Dergelijke stijgingen komen naar verluidt ongeveer eens in de 5000 jaar voor op het schiereiland Noto, en er zijn trapachtige landkenmerken die hierop wijzen. Deze veranderingen in het landschap zijn permanente verplaatsingen die niet terugkeren naar hun oorspronkelijke staat, wat betekent dat de kaart van Japan is veranderd.

Er wordt aangenomen dat de ernstige schade aan de infrastructuur, zoals wegen en waterleidingen, is veroorzaakt door deze permanente verplaatsing en het sterke schudden. De maximale versnelling, die dient als een ruwe maatstaf voor de kracht van het schudden, werd geregistreerd bij 2828 gal in Shika Town (de aardbeving in Kobe werd geregistreerd bij 891 gal bij het Kobe Marine Weather Station). Er wordt gezegd dat rotsen die dichtbij het oppervlak zijn begraven, kunnen worden uitgeworpen wanneer de versnelling groter is dan 1000 gallon, dus het was een zeer krachtige aardbeving.

Er was sinds eind 2020 een reeks aardbevingen geweest op het schiereiland Noto, en in mei 2023 vond ook een aardbeving met een kracht van 6,5 (seismische intensiteit 6+ in Suzu-stad) plaats. Is er enig verband met deze aardbeving?

De zwerm aardbevingen op het schiereiland Noto had tot rust kunnen komen, maar aan de andere kant hadden sommige onderzoekers voorgesteld dat het een voorbode zou kunnen zijn van een grote aardbeving. Over het algemeen is de kans groter dat zwermen aardbevingen een reeks kleine aardbevingen zijn dan dat ze tot een grote leiden. Deze keer vond echter de ergste uitkomst plaats.

Zoals de Earthquake Research Committee (een onderzoeksorganisatie gevestigd in het hoofdkwartier voor aardbevingsonderzoek van de regering) heeft opgemerkt, wordt aangenomen dat de reeks aardbevingen op het schiereiland Noto verband houdt met de beweging van ondergronds water dat uit de Pacifische plaat opstijgt.

Het water in de rotsen kan onder bepaalde temperatuur- en drukomstandigheden vrijkomen. Er wordt gespeculeerd dat dit water direct onder het schiereiland Noto was gestegen en zich had opgehoopt, wat gedurende ongeveer drie jaar een reeks aardbevingen had veroorzaakt. Vloeistoffen werken als smeermiddelen, waardoor het breukoppervlak gemakkelijker kan wegglijden. Het is zeer waarschijnlijk dat het water geleidelijk in beweging kwam en nu de hoofdfout van deze aardbeving stimuleerde.

Er zijn eerdere voorbeelden geweest van water dat betrokken was bij zwermen aardbevingen. De Matsushiro-zwerm aardbevingen in de prefectuur Nagano, die begon in 1965 (met een maximale seismische intensiteit van 5), duurde ongeveer vijf en een half jaar, en nadat er een grote hoeveelheid water uit de ondergrond was gespuwd, begon deze te zakken. Sommige onderzoekers hadden gespeculeerd dat een soortgelijk fenomeen zich mogelijk had voorgedaan op het schiereiland Noto voordat deze aardbeving plaatsvond.

Illustratie van het hypothetische mechanisme dat de zwerm aardbevingen op het schiereiland Noto veroorzaakte. Credit:Kobe Universiteit

Een kenmerk van deze aardbeving lijkt het grote aantal naschokken te zijn.

Omdat bij grote aardbevingen grote breukgebieden betrokken zijn, vinden er op verschillende plaatsen op het breukvlak naschokken plaats. Als je ze bij elkaar optelt, wordt het aantal naschokken per tijdseenheid groot. Deze keer scheurde een zeer grote breuk met een lengte van ongeveer 150 kilometer, dus we denken dat dit de reden is waarom er zoveel naschokken zijn.

Bovendien kan het feit dat de breuk zich op een ondiepe diepte van ongeveer tien kilometer bewoog, ook hebben bijgedragen aan het grote aantal naschokken. Tot een diepte van ongeveer 15 kilometer breken rotsen met een "klik", en als er binnen dat dieptebereik plaatsen zijn die niet zijn verschoven tijdens de hoofdschok, kunnen later scheuren optreden en is de kans op naschokken groter. Aan de andere kant zijn breuken op grotere diepte heter, vloeiender en bewegen ze met een "slushy" beweging, zodat er geen naschokken optreden.

Een ander kenmerk van deze aardbeving was de vroege komst van de tsunami.

Aangenomen wordt dat de tsunami vroeg is gearriveerd omdat de actieve breuk nabij de kust aanzienlijk bewoog. Het lijkt erop dat het in sommige gebieden binnen 1-2 minuten na de aardbeving aan land is gekomen. Sommige onderzoekers wijzen erop dat niet alleen de beweging van de actieve breuklijn, maar ook aardverschuivingen op de zeebodem een ​​factor waren bij het ontstaan ​​van de tsunami.

Na de aardbeving in Kobe is de Earthquake Research Committee begonnen met het onderzoeken van actieve breuken in Japan en heeft het onderzoek naar meer dan 100 grote actieve breuken afgerond. De meeste hiervan zijn echter actieve breuklijnen op het land, en het onderzoek naar actieve breuklijnen op zee is nog niet begonnen, behalve in sommige delen van West-Japan.

Onderzoek kan de vroegere activiteit van fouten aan het licht brengen, maar het onderzoeken van maritieme fouten is uiterst moeilijk en tijdrovend. Ten tijde van de aardbeving op het schiereiland Noto waren de mariene fouten in de omliggende gebieden nog niet onderzocht.

Naschokken van de aardbeving op het schiereiland Noto (uit JMA-gegevens). Credit:Kobe Universiteit

Kan deze aardbeving het optreden van aardbevingen in andere regio's beïnvloeden?

Het is niet duidelijk of dit gevolgen zal hebben voor aardbevingen in andere regio's, maar het is bekend dat de seismische activiteit in de gebieden in het binnenland toeneemt naarmate de verwachte mega-aardbeving in de Nankai Trough nadert. Daarom bestaat er nog steeds een kans op een grote aardbeving in het binnenland.

De mega-aardbeving in de Nankai Trough vindt plaats in een cyclus van 90-150 jaar. De laatste was de aardbeving in Showa Tonankai in 1944 en de aardbeving in Nankai in 1946, dus er zijn al 80 jaar verstreken.

In mijn lessen vertel ik mijn leerlingen dat "de mega-aardbeving in Nankai Trough zich in ieder geval binnen de generatie van uw kinderen zal voordoen", dus het is absoluut noodzakelijk om voorbereid te zijn. De aardbeving op het schiereiland Noto veroorzaakte in één keer alle mogelijke aardbevingsschade, inclusief het instorten van huizen, branden, een tsunami en het vloeibaar maken van de bodem. We moeten begrijpen dat dergelijke schade zich in een groot deel van West-Japan zal voordoen in het geval van een mega-aardbeving in de Nankai Trough.

Hoe moeten we ons voorbereiden?

Kijkend naar de schade als gevolg van de aardbeving op het schiereiland Noto, denk ik dat het noodzakelijk is om niet alleen te overwegen om op te roepen tot tsunami-evacuatie, maar ook om te reageren op tsunami's en mensen te redden die vastzitten onder gebouwen door informatie te centraliseren. Als onderdeel van de maatregelen tegen de mega-aardbeving in Nankai Trough is het noodzakelijk om een ​​systeem te creëren dat informatie kan centraliseren en snel de zelfverdedigingstroepen en reddingsteams kan sturen en steun van overzee kan accepteren.

De belangrijkste maatregel die op individueel en gemeenschapsniveau kan worden genomen, is uiteraard het seismisch aanpassen van gebouwen. Als u in een gebouw woont dat vóór 1981 is gebouwd, toen de Building Standards Act werd herzien, en nog geen seismische aanpassingen heeft uitgevoerd, moet u dit dringend overwegen. Omdat we ongeveer een derde van de dag slapen, is het ook belangrijk om te voorkomen dat je meubels in de slaapkamer zet, slaap uit de buurt van hellingen zoals bergen, en als je in een huis met twee verdiepingen woont, slaap dan op de tweede verdieping.

Het is ook belangrijk om informatie te verzamelen over het aardbevingsrisico in uw regio. Ik zou graag willen dat mensen gebruik maken van de online nationale seismische gevarenkaarten van het National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience, waar men op de kaart de gevoeligheid en het gevaarsniveau van trillingen op de locatie van iemands huis kan zien.

Aangeboden door Kobe University