Een aardbeving met een kracht van 8,8 op de schaal van Richter, een van de tien sterkste ooit gemeten, trof het Russische Verre Oosten in de vroege uren van woensdag, wat leidde tot een tsunamiwaarschuwing voor de hele Stille Oceaan.

Terwijl er in Japan en Alaska meldingen waren van “tsunamigolven”, verspreidde de paniek zich over Japan tot aan de Amerikaanse staat Hawaï. Regeringen namen maatregelen om kuststeden te evacueren die een groter risico liepen op mogelijk enorme golven die op stedelijke gebieden zouden inslaan.

Ondanks enorme wetenschappelijke vooruitgang waardoor de mensheid grote klimaat- en natuurrampen, waaronder tsunami's, kan voorspellen, blijven aardbevingen grotendeels onvoorspelbaar. Er bestaat geen nauwkeurig waarschuwingssysteem voor aardbevingen en de vooruitgang bij de ontwikkeling daarvan is nauwelijks substantieel.

Experts zeggen dat het voorspellen van aardbevingen “uiterst moeilijk” is vanwege de complexiteit van breuklijnen, punten waar enorme en onregelmatig gevormde stukken vast gesteente, tektonische platen genaamd, elkaar onder het aardoppervlak ontmoeten.

Deze platen zijn voortdurend in beweging, zij het in een traag tempo van enkele centimeters per jaar. De beweging van deze tektonische platen wordt aangedreven door de stromingen in de mantel, een laag binnenin de aarde die onderaan begrensd wordt door een kern en bovenaan door een korst.

“Het is moeilijk om een duidelijk signaal van een voorbode van een potentieel catastrofale verschuiving te onderscheiden van het normale achtergrondgeluid van de bewegingen van de aarde”, zegt Kit Yates, hoofddocent wiskundige biologie aan de Universiteit van Bath in het Verenigd Koninkrijk.

Het is vrijwel onmogelijk om echte signalen van seismische activiteit te onderscheiden van menselijke activiteiten, zoals bouwwerkzaamheden, druk verkeer en zelfs muziekconcerten.

Zo trad de Amerikaanse zangeres Taylor Swift bijvoorbeeld in juli 2023 op in een stadion met 72.000 toeschouwers, wat een seismische activiteit veroorzaakte die gelijk stond aan een aardbeving met een kracht van 2,3 op de schaal van Richter.

Seismologen zeggen dat aardbevingen niet altijd consistente waarschuwingssignalen of voortekenen hebben. Met andere woorden, een geologisch onderzoeksinstituut kan jarenlang zo nauwgezet mogelijk seismische activiteitsgegevens verzamelen en toch een zware aardbeving missen, simpelweg omdat er geen waarschuwingssignalen zijn.

De wetenschap achter aardbevingen

De grenzen waar de tektonische platen op elkaar inwerken, zijn de belangrijkste zones waar aardbevingen plaatsvinden. Er zijn drie hoofdtypen plaatgrenzen: divergerende, convergerende en transformerende.

Bij divergerende grenzen bewegen platen uit elkaar, waardoor een nieuwe aardkorst ontstaat. Bij convergerende grenzen botsen platen op elkaar, waarbij de ene vaak onder de andere wordt gedrukt.

Transformerende grenzen – waar platen horizontaal langs elkaar schuiven – zijn de grenzen die aardbevingen veroorzaken.

Aardbevingen vinden plaats wanneer de spanning die zich langs deze plaatgrenzen heeft opgehoopt, de sterkte van de rotsen overschrijdt, waardoor deze breken en energie vrijgeven in de vorm van seismische golven.

Als de seismische activiteit zich onder de bodem van een oceaan in de buurt van een dichtbevolkt gebied voordoet, ontstaat er een tsunami met enorme golven die de kuststrook verwoesten.

De kracht van een aardbeving, gemeten op de schaal van Richter, geeft de vrijgekomen energie weer. De intensiteit van een aardbeving is voelbaar aan het aardoppervlak en hangt af van factoren zoals de diepte en de afstand tot het epicentrum.

De energie die vrijkomt tijdens een aardbeving varieert. Kleine aardbevingen, die vaak voorkomen, geven slechts een kleine hoeveelheid energie vrij en worden vaak niet opgemerkt. Grote aardbevingen kunnen echter energie vrijgeven die gelijkstaat aan duizenden atoombommen, met catastrofale gevolgen.

Technologische vooruitgang, zoals machine learning en realtime monitoring, heeft het vermogen van seismologen om patronen te detecteren en snel waarschuwingen te geven verbeterd, maar alleen nadat een aardbeving is begonnen.

Vroegtijdige waarschuwingssystemen voor aardbevingen, zoals die in Japan en Californië, gebruiken de eerste seismische golven om mensen enkele seconden tot minuten voordat de schokken hen bereiken te waarschuwen. Deze systemen detecteren aardbevingen die al aan de gang zijn, ze voorspellen ze niet voordat ze beginnen.

Een andere belangrijke belemmering voor nauwkeurige voorspellingen is de zeldzaamheid van grote aardbevingen. Grote aardbevingen komen niet vaak voor, waardoor er onvoldoende gegevens beschikbaar zijn om hun voorlopers te begrijpen.

Deskundigen zeggen dat overheden maatregelen moeten nemen om de gevolgen te beperken als er geen betrouwbare systemen voor aardbevingsvoorspelling zijn. Deze maatregelen omvatten strengere bouwvoorschriften, het aanpassen van infrastructuur en voorlichting aan het publiek.