Tsunami: vernietigende waterkracht

De aardbeving bij het Indonesische eiland Sumatra van 26 december wekte vloedgolven van tientallen meters op. Die overspoelden de kusten van onder andere Sri Lanka, India, Indonesië en Thailand. Het dodental is inmiddels opgelopen tot méér dan 140.000.

door

Midden op zee was niets opmerkelijks te zien: een trage golfbeweging die in kwartier tot een uur de zeespiegel nog geen meter op en neer bewoog. Maar de golf droeg wel veel energie: niet alleen de toplaag van de oceaan bewoog mee, tot kilometers diep golfde het water mee. Daar gaat enorme energie mee gepaard en die verspreidde zich vanaf het epicentrum van de Sumatraanse aardbeving met zo’n 900 km/h over de oceaan. Enkele uren na de beving met een recordsterkte van 9.0 op de Schaal van Richter bereikte de golf de kusten in de regio. Daar werd hij afgeremd door de stijgende zeebodem en zette zijn snelheid om in hoogte. Golven van tien meter hoog verwoestten de kustplaatsjes en eisten een enorm aantal doden.

De Quickbird-satelliet (DigitalGlobe) en Ikonos-satelliet (NASA) hebben opnames gemaakt van dorpen en steden voor en na de tsunami toesloeg. Ze spreken voor zichzelf.

Op maandag 27 december schatte persbureau Reuters met behulp van officiële bronnen het dodental op tot 29.000. Op dinsdag was dat getal al opgelopen tot in de 39.000. Inmiddels is het dodental al opgelopen tot tot méér dan 140.000.

Besmettelijke ziektes

De Verenigde Naties waarschuwen ondertussen voor epidemie-gevaar in de getroffen gebieden. Maar de Britse onderzoeker Oliver Morgan van de London School of Hygiene and Tropical Medicine zegt dat de stoffelijke overschotten van de overledenen in ieder geval geen extra grote bron van besmetting zijn. Contact met de ontbindende lichamen is volgens Morgan niet gevaarlijker dan contact met de overlevenden – de slachtoffers waren immers niet besmet met gevaarlijke aandoeningen. Na hun dood ontwikkelen die zich ook niet spontaan in hun lichamen. Een opluchting voor de bergingsmedewerkers, want die kunnen zich door middel van een paar handschoenen al afdoende beschermen. Complete biohazard-pakken zijn volgens Morgan onnodig. Besmettelijke ziektes in de getroffen gebieden zullen zich vooral ontwikkelen door het gebrek aan schoon drinkwater en de slechte hygiene in opvangkampen.

Animatie van de Sumatraanse tsunami. De golf werd opgewekt langs de breuklijn tussen de Euraziatische en Indo-Australische platen. Klik op de afbeelding voor de grotere, geanimeerde versie.

Epicentrum van de aardbeving bij Sumatra. De eerste krachtsontlading vond plaats op tien kilometer diepte en had een kracht van 9.0 op de Schaal van Richter. Daarmee was de beving de krachtigste in 40 jaar en de op vier na sterkste sinds de kracht van aardbevingen gemeten wordt. Ook ingetekend zijn de naschokken en tectonische platen. bron: WikipediaKlik op de afbeelding voor een grotere versie.

Een Tsunami – havengolf in het Japans, al wordt het vaak vertaald met vloedgolf – wordt opgewekt door zeebevingen. Een aardschok in de zeebodem tilt de complete waterkolom boven het schokpunt op. De benodigde energie om zo’n watermassa van kilometers hoog en breed op te tillen is immens: je zou er duizenden ton TNT voor nodig hebben. Die energie komt vrij als bewegingsenergie als het water uit de opgetilde kolom zich in alle richtingen verspreidt. Hoewel maar een paar centimeters hoog kan de golf in diep water een snelheid van bijna 1000 km/h halen. Lang niet alle aardbevingen hebben genoeg kracht om een tsunami te veroorzaken: er is een beving met een kracht van minstens 7,5 op de schaal van Richter nodig.

Eenmaal in de buurt van land begint de oceaanbodem te stijgen. De bewegende watermassa heeft niet meer de ruimte om op volle snelheid voort te razen, maar zijn energie gaat niet verloren: als de snelheid daalt, stijgt meteen de golfhoogte. Van een kalm, centimeters hoog rimpelingetje verandert de golf in een tsunami van soms tientallen meters hoog. De schade die zo’n monstergolf aanricht is enorm.

Registratie van de grondbeweging in station HGN (Heimansgroeve in Limburg) van de beving in Indonesië. Hier is 1,5 uur signaal te zien. De verticale as geeft de grondbeweging in meters. De maximale beweging van de ondergrond in Zuid-Limburg was dus maar liefst 4 millimeter (2 millimeter omhoog en daarna 2 millimeter naar beneden)! Dit duurde 20 seconden (de periode van de golf was 20 seconden). Hierdoor is de beweging in Nederland niet door mensen waargenomen. bron: KNMIKlik op de afbeelding voor een grotere versie.

8.9

Met een score van 9.0 op de Schaal van Richter was de beving van 26 december de krachtigste van de afgelopen 40 jaar. Naar schatting kwam er evenveel energie bij vrij als tijdens de ontploffing van 200 miljoen ton TNT. Sinds rond 1900 werd begonnen met het meten van aardbevingen hebben zich maar 3 krachtiger aardbevingen voorgedaan. De sterkste aardbeving ooit vond plaats in Chili, 22 mei 1960: de beving had een kracht van 9.5 op de Schaal van Richter.

Tabel met de zes zwaarste aardbevingen ooit gemeten.

Subductie

De korst van de aarde bestaat niet uit een aaneengesloten geheel, maar uit verschillende scherven aardkorst ( platen). Deze bewegen zich met enkele centimeters per jaar ten opzichte van elkaar: uit elkaar, langs elkaar of tegen elkaar. Die beweging gebeurt niet geleidelijk, maar met schokken. Er bouwt zich tussen de platen steeds meer spanning op, tot ineens met een snelle beweging de opgebouwde energie zich ontlaadt: een aardbeving. Aardbevingen komen dan ook voornamelijk voor langs randen van platen.

De beving van 26 december vond plaats in een systeem waarbij twee platen met elkaar in botsing zijn, een zogenaamde subductie zone, waarbij de Indisch-Australische plaat onder de Pacifische plaat duikt. De lagere plaat trekt de bovenste mee, tot die ineens losschoot en in een enorme energieexplosie uitklapte. De aardbeving was zo krachtig, dat complete eilanden van plaats verschoven. Bill McGuire, geofysicus van het Londense University College, zegt dat eilanden als Simeulue, en de Nicobar en Andaman-groepen, ten opzichte van Sumatra van plaats zijn veranderd. “In een paar minuten tijd verschoven de eilanden over de wereldbol”, zei hij tegen Nature.

De linkeraardschol beweegt naar rechts en duikt onder de rechterschol. Het uiteinde daarvan zit door wrijving vast op de duikende aardschol en wordt meegetrokken, ingeduwd en omhoog gewerkt. Er laadt zich steeds meer energie op, tot de bovenste rotsplaat ineens losschiet en met een enorme aardbeving zijn energie ontlaadt. Daarbij ‘veert’ de plaat terug en stuwde daarmee de zeebodem en de daarbovenliggende watermassa omhoog: de tsunami.

Het punt waar de krachtsexplosie van een aardbeving begint ligt ver onder de grond en heet het hypocentrum. Recht daarboven, op het aardoppervlak, ligt het bekendere epicentrum. Vanaf het hypocentrum reizen schokgolven door de aarde, elk met een andere snelheid. Sommige golven reizen via het oppervlak, andere door de aardkern heen. Door de aankomsttijd van de verschillende golfsoorten te meten, kan een seismoloog (aardbevingsdeskundige) bepalen hoe ver zijn seismometer van het hypocentrum afstaat. Samenwerkende seismologen kunnen via driehoeksmeting de plaats van het hypocentrum bepalen.

Het hypocentrum is de plek in de aardkorst waar de aardbeving zijn oorsprong heeft. Het epicentrum is de plek aan het oppervlak die daar het dichtste bij is. Vanuit het hypocentrum reizen seismische schokgolven door de aardkorst en aardkern.