Kracht Sumatrabeving waarschijnlijk groter dan gedacht



De magnitude van de Sumatra aardbeving moet waarschijnlijk naar boven
worden bijgesteld van 9,0 naar 9,3. De seismologen Seth Stein en Emile
Okal hebben een nieuwe schatting gemaakt van de magnitude van de grote
aardbeving bij Sumatra. Zij hebben daarvoor een methode gebruikt die
Robert Geller samen met Stein in 1979 heeft ontwikkeld. Deze methode
gaat uit van een analyse van de eigentrillingen met de grootste
periodes die gedurende de aardbeving worden aangeslagen. Omdat die
eigentrillingen alleen bij zeer grote aardbevingen van de ruis te
onderscheiden zijn, is er weinig of geen ervaring met deze methode.
Hier komt nog bij dat het aantal registraties van zeer grote bevingen
met de huidige hoge kwaliteit beperkt is, omdat de seismometers pas in
de laatste 20 jaar sterk verbeterd zijn.

De eigentrillingen of modes die door de onderzoekers gebruikt zijn,
worden aangeduid met 0S2, 0S3 en 0S4 en hebben perioden van
respectievelijk 3231, 2134 en 1546 seconden. De gebruikelijke perioden
die nog worden bekeken voor een magnitude bepaling zijn 300 seconden of
kleiner. Het blijkt dat wanneer de periode groter gekozen wordt de
magnitude ook groter wordt. De nieuwe uitkomst is 0,3 op de schaal van
Richter groter. Dit komt overeen met amplitudes die een factor 2 groter
zijn. Dit lijkt erg veel maar dergelijke onnauwkeurigheden zijn niet
ongewoon in de seismologie.

De door Geller en Stein ontwikkelde methode rekent de amplitude van de
eigentrillingen, die dagen, weken of zelfs maanden kunnen aanhouden,
terug naar het tijdstip van de beving door de demping van de trillingen
te bepalen. De verschillende eigentrillingen hebben zeer verschillende
dempingseigenschappen. De demping wordt uitgedrukt in een dimensieloos
getal Q. De Q staat voor "Quality factor", de kwaliteit of het
scheidend vermogen van een LC-kring uit de radio techniek, die bepalend
is voor de scheiding van de verschillende zenders in een primitieve
radio. De factor Q is een maat voor het energieverlies per
trillingscyclus. Hoe groter de Q factor hoe minder energie er per
cyclus verloren gaat en hoe langer de trilling dus kan aanhouden.

Op basis van de amplitude van de eigentrillingen kan voor een aantal
discrete periodes het seismisch moment uitgerekend worden. Het
seismisch moment wordt tegenwoordig gezien als de beste maat voor de
kracht van een aardbeving. Het seismisch moment (M0) wordt gegeven door
de elastische constante voor een schuifbeweging (G) te vermenigvuldigen
met de gemiddelde verplaatsing van het breukvlak (dgem) en het totale
oppervlak van de breuk (A). In formule vorm: M0 = G ' dgem ' A . Het is
de meest recente magnitudeschaal (1977), die duidelijk verschilt van
andere schalen die eerder ontwikkeld zijn. De eenheid van M0 is newton
· meter (N·m). (Een wat ouderwetsere maat is dyne · centimeter (dyne ·
cm), 1 newton = 100.000 dyne).
De moment magnitude is dan: MW = 2/3 log M0 - 6,1 . Deze magnitude zegt
dus iets over wat er in de bron gebeurt en niet iets over de effecten
daarvan op een bepaalde afstand. De moment magnitude verzadigt niet en
wordt daarom vooral gebruikt bij hele grote aardbevingen (> 7.5).

Het verrassende van de berekeningen van Stein en Okal voor de Sumatra
beving is dat naar mate de periode van de trillingen groter is, het
seismisch moment en daarmee dus ook de magnitude groter wordt. In
tabelvorm:

bron Periode Q - factor M0 Nm Magnitude Mw sec.

Harvard 300 - 4,0 1022 9,0

1S0 613 2000 5,0 1022 9,0

0S0 1227 5700 8,4 1022 9,2

0S4 1546 360 8,9 1022 9,2

0S3 2134 445 9,5 1022 9,2

0S2 3231 560 1,3 1023 9,3

Deze berekeningen laten dus zien dat er blijkbaar tijdens de aardbeving
langzame bewegingen optreden met periodes tot een uur waarbij alleen de
laagste modes worden aangeslagen en niet, of in veel mindere mate, de

oppervlakte golven met een wat hogere frequentie. Het is voor de eerste
keer dat deze langzame bewegingen gemeten zijn. De grotere waarde voor
de magnitude past nu ook beter bij de opgetreden verschuivingen en het
totale oppervlak van de breuk zoals die uit de serie naschokken naar
voren komt. Deze naschokken treden nu, 6 weken na de hoofdschok, nog
steeds op.

Het zou kunnen betekenen dat de Sumatra aardbeving, naar sterkte
gemeten, niet op de vijfde plaats maar op de tweede plaats komt.
Voordat dit zeker is zullen opnieuw berekeningen moeten worden
uitgevoerd aan de Chili aardbeving uit 1960 en de Alaska aardbeving uit
1964 met dezelfde methoden. Dit is geen eenvoudige opgave omdat de
instrumenten in die tijd veel minder gevoelig waren voor deze zeer lage
frequenties.

Bron: Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut



Comments are closed.
%d bloggers liken dit: