Aardbeving in Japan breekt wereldrecord
De aardbeving die noordoostelijk Japan zaterdag heen en weer schudde, bracht niet alleen een enorme schok maar ook een aantal grote verrassingen. De beving had de tot nu toe hoogst gemeten versnelling, een nieuw wereldrecord. Slechts enkele bergen vergruisden, maar er is opmerkelijk weinig schade aan gebouwen en huizen.
„Wat mij opviel aan deze aardbeving”, zegt dr. Hidekazu Yamamoto, „is de enorme acceleratie ervan, de vele landverschuivingen, maar ook de geringe schade aan huizen en gebouwen.”Yamamoto, hoogleraar aardbevingswetenschap aan de universiteit van Iwate, deed de afgelopen dagen onderzoek in het rampgebied in de prefecturen Iwate en Miyagi. „Dit is een heel interessante aardbeving.”
Het verschil met vergelijkbare aardbevingen is uitzonderlijk. De Iwate-Miyagiaardbeving had een kracht van 7,2 op de schaal van Richter. De beving die in 1995 de stad Kobe verwoestte, had een kracht van 7,3. De zware schok die in 2004 de Japanse prefectuur Niigata trof, mat 6,4.
Terwijl in Kobe een half miljoen gebouwen beschadigd raakten en meer dan 150.000 in Niigata, heeft de Iwate-Miyagiaardbeving slechts 385 gebouwen aangetast. In Kobe werden meer dan 74.000 gebouwen volledig verwoest. In Iwate en Miyagi zijn dat er vier.
Het verschil in aantal doden is ook opmerkelijk. Meer dan 6400 mensen kwamen om het leven in Kobe en 51 in Niigata. De Iwate-Miyagiaardbeving had 22 doden en vermisten tot gevolg.
De aardbeving van zaterdag is niet te vergelijken met de aardbeving die zich op 12 mei in de Chinese provincie Sichuan voordeed en 86.000 doden en vermisten tot gevolg heeft gehad. Die beving had een kracht van 8,0 op de schaal van Richter. Elk punt omhoog op de schaal betekent een dertigvoudige verhoging van de vrijgekomen energie.
De beving in Kobe daarentegen ligt op de schaal van Richter heel dicht bij de Iwate-Miyagiaardbeving. Kobe was echter een dichtbebouwde stad met veel inwoners, terwijl de aardbeving van zaterdag zich voordeed in een dunbevolkt en veelal onherbergzaam gebied.
„Maar zelfs huizen dicht bij het epicentrum van de Iwate-Miyagiaardbeving ondervonden heel weinig schade”, zegt Yamamoto. „Dat laat zich niet alleen verklaren door het feit dat het rampgebied dunbevolkt is.”
De weinige schade is des te opmerkelijker vanwege de onwaarschijnlijk hoge versnelling die tijdens de aardbeving werd gemeten. Ten minste één meetpunt registreerde een acceleratie van 4022 gal, of 4 G. Gal en G zijn eenheden voor valversnelling.
Naoshi Hirata, adjunct-directeur van het instituut voor aardbevingsonderzoek van de universiteit in Tokio, heeft een gemakkelijk te begrijpen voorbeeld om acceleratie te illustreren.
„Het wereldrecord sprint op de 100 meter ligt tegen de tien seconden”, legt de hoogleraar uit. „Dat is rond de 1 G. Deze aardbeving had vier keer de acceleratie die een topsprinter nodig heeft om van startpositie tot topsnelheid te gaan.”
De snelheid op zich is niet gevaarlijk, zegt Hirata. „Het is de plotselinge stop die de kracht losmaakt. Hoe groter de kracht, des te hoger de potentiële schade.”
De aardbeving in Kobe had slechts een maximum van 833 gal nodig om de stad te verwoesten. Tijdens de Niigata-Chuetsuaardbeving werd 2515 gal gemeten. Rond de 2000 is de norm. Met een acceleratie van meer dan 4000 gal was de potentie voor schade tijdens de Iwate-Miyagibeving enorm. Met dit wereldrecord in acceleratie zou je verwachten dat alle huizen in het rampgebied waren verwoest.
Die verwachting wordt nog versterkt door het type huizen in het rampgebied. „Er zijn veel houten huizen”, zegt hoogleraar Yamamoto. „Vooral veel huizen van rond de veertig jaar oud. Zwakke gebouwen waarvan je verwacht dat ze zouden instorten, ondervonden geen schade. Zelfs eeuwenoude houten tempels bleven overeind.”
Dit verschilt volledig met de Japanse ervaring tot nog toe. Maar liefst 90 procent van de huizen die schade ondervonden door de beving in Kobe waren van hout en dateerden van vóór 1981, toen een strengere bouwwet van kracht werd in Japan.
De geringe schade, en daardoor het lage aantal slachtoffers, komt waarschijnlijk door een ander, typerend aspect van deze aardbeving. De ’periode’ van de schokgolven was heel kort. De periode is de tijd die een schokgolf nodig heeft om op hetzelfde hoogte- of laagtepunt terug te keren. Hoe korter de periode, des te hoger de frequentie.
Elk gebouw heeft ook een periode, de zogenaamde eigenperiode. Als de periode van de aardbeving en die van het gebouw overeenkomen, valt het gebouw in elkaar. Net als de operazangeres die door haar stem op de juiste frequentie te brengen een glas kan breken. Haar stem heeft dan dezelfde periode als de eigenperiode van het glas.
De periode van de Iwate-Miyagiaardbeving was uitzonderlijk kort. Veel korter dan voorgaande aardbevingen. „De aardbeving had een hogere frequentie dan de gebouwen in Iwate, daarom was er zo weinig schade”, zegt dr. Akira Wada, hoogleraar aan het Tokio Instituut voor Technologie.
„Maar de architectuur van de huizen in de regio heeft waarschijnlijk ook een rol gespeeld. Er valt veel sneeuw in Iwate, dus daken zijn lichter en pilaren steviger dan elders. Ook zijn ramen kleiner vanwege de koude winters. Zelfs als een aardbeving met dezelfde korte periode in Tokio zou plaatsvinden, zou de schade veel minder zijn dan bij de beving in Kobe.”