Gefascineerd, maar ook geschokt bekeek Van Vledder twee weken geleden thuis in Olst de beklemmende beelden van de tsunami in Japan. Een verwoestende watermassa sleurde alles en iedereen mee.

„Het bijzondere was dat we de ramp live via helikopterbeelden konden bekijken. Hoe die watermassa het land op schoof. Ik had vrij snel door dat dit een grote catastrofe zou worden”, vertelt Van Vledder in zijn werkkamer op de Technische Universiteit in Delft. Daar is hij voor één dag per week universitair hoofddocent golfkunde bij de sectie vloeistofmechanica. Het grootste deel van zijn tijd houdt hij zich bij ingenieursbureau Arcadis bezig met golfvraagstukken. Na de verwoestende zeebeving op 26 december 2004 in Indonesië, die zeker 220.000 mensen het leven kostte, verdiepte Van Vledder zich in tsunami’s.

Berghelling

Tsunami’s kunnen op verschillende manieren ontstaan, legt Van Vledder uit, terwijl hij op schema’s en afbeeldingen op zijn laptop wijst en met een viltstift schetsjes maakt. Zo kunnen verticale bewegingen van de aardkorst in de oceanen een zeebeving veroorzaken. „Aardschollen schuiven onder elkaar, vervormen en springen dan los, waardoor een grote massa water kan worden verplaatst.”

Verder kan een landverschuiving, boven of onder water, desastreus uitpakken. „Denk aan een berghelling die in zee stort. Dat is ongeveer 8000 jaar geleden gebeurd bij de Schotse kust. Een gigantische tsunami overspoelde de kust kilometers het land in. Later zijn daar de bewijzen van gevonden, zoals schelpen en zand uit zee.”

In de derde plaats kan een vulkaanuitbarsting tot een tsunami leiden. Zo houden deskundigen er rekening mee dat een vulkaanuitbarsting op het Canarische eiland La Palma leidt tot een vloedgolf van tientallen meters hoog die honderden kilometers verderop verwoestingen kan aanrichten. Van Vledder wijst op de uitbarsting van de actieve vulkaan Krakatau in Indonesië in 1883. Doordat de berg spleet, stroomde een vloedgolf van tientallen meters hoog de kusten van Java en Sumatra op. Steden en dorpen werden weggevaagd. Zeker 30.000 mensen kwamen om.

Ook een inslag van een meteoriet kan het water op ontzagwekkende wijze in beweging zetten. „Een steenklomp van 10 meter doorsnee die in de oceaan stort, kan duizenden kilometers verderop golven van tientallen meters hoog veroorzaken. Dat heeft vooral te maken met de bewegingsenergie die vrijkomt. Een meteoriet is vele malen sneller dan het geluid. In 1908 trof een meteoriet de aarde, een onbewoond gebied in Siberië. In een straal van 40 kilometer rond de inslag waren alle bomen platgeslagen.”

Ondieptes

Hoe groot is de kans dat een tsunami Nederland overspoelt? Kan een enorme vloedgolf de lage landen verzwelgen? Dat risico is zeer beperkt, zegt Van Vledder. „Ik kan een geruststellend verhaal vertellen. Belangrijk is dat ondieptes in de zuidelijke Noordzee een tsunamigolf in grote mate zullen breken.” Dat de gevreesde vulkaanuitbarsting op La Palma Nederland zal treffen, vindt de golvendeskundige „een overdreven” verhaal, „omdat de berg daarvoor waarschijnlijk te langzaam in zee schuift.”

Anderzijds heeft Van Vledder ook zijn bedenkingen bij het verhaal, zoals de afgelopen weken in de media was te horen, dat Nederland bij een tsunami in onze contreien veilig achter ‘de grote rug van Engeland’ ligt. „Dat is nog maar de vraag. Onderzoek naar de tsunami in Indonesië in 2004 toont aan dat de vloedgolf zich ook om grote eilanden zoals Engeland kan krullen.”

Ingrijpend zou wel de inslag van een meteoriet in de Noordzee kunnen zijn, zeker als die vlak bij de Nederlandse kust neerstort, schetst Van Vledder. Dan zou een enorme watermassa het land kunnen binnenspoelen. „Maar de kans daarop is zeer klein. We denken dat een grote meteoriet, van bijvoorbeeld 10 meter, gemiddeld eens per duizend jaar ergens op aarde inslaat.”

Keermuren

Hoe bescherm je een tsunamigevoelig land als Japan tegen monsterlijke vloedgolven? Die vraag intrigeert golvendeskundigen. In die discussie speelt de vraag hoeveel geld autoriteiten zouden moeten besteden aan veiligheidsmaatregelen in verband met het risico op rampen.

Zo is er debat over keermuren langs de kust. „Hoe hoog moet je die muren maken? Dat is een lastige vraag voor ingenieurs. En dien je zo’n dikke, hoge muur langs de volle breedte van de kust neer te zetten? Dat is eigenlijk niet te doen. Zo’n muur gaat ontzettend veel geld kosten. Hebben overheden en burgers dat ervoor over? Ook gezien het nadeel van de beperking van het zicht op zee?”

Realistischer is om keermuren in een land als Japan te beperken tot cruciale plekken, denkt Van Vledder. Zo zouden kerncentrales langs de oceaankust beter beveiligd kunnen worden tegen wassend water. „Nu waren de bijgebouwen van de kerncentrale van Fukushima niet voldoende beschermd. Dat is een denkfout, een verkeerde inschatting van de Japanners geweest.”

Cruciaal is verder dat de constructie en vorm van gebouwen in het kustgebied tsunamibestendig zijn, betoogt Van Vledder. Hij zet zijn vilstift op papier en tekent de letter V, waarvan de punt naar de kuststrook wijst. „Zo’n V-vormig gebouw kan beter zijn dan een gebouw met een hoge muur haaks op de kust. Als het water dwars tegen zo’n massieve muur slaat, kunnen juist enorme krachten loskomen. Dat is anders bij een V-vormige muur, waarbij als het ware de kracht van de stroom wordt afgebogen, waardoor een gebouw gespaard kan blijven.”

Aandacht verdienen eveneens gebouwen waarbij een duidelijk onderscheid is tussen de sterkte van de benedenverdieping en de bovenverdieping, legt Van Vledder uit. „De benedenverdieping moet zo gebouwd zijn dat daar het water juist binnen kan komen. Daardoor krijgt het water meer ruimte, waardoor de kracht van de stroom kleiner wordt. Daarentegen is het zaak dat de bovenverdieping, waar de mensen naartoe zullen vluchten, juist extra stevig is. Dat geldt uiteraard ook voor de palen waar die bovenverdieping op rust. Die moeten ook bestand zijn tegen het vele puin dat door de stroom wordt meegesleurd.”

Interessant wapen in de bescherming tegen tsunami’s is de aanleg van ‘vluchtheuvels’ langs de kust, denkt de golvenkenner. „Les één bij een tsunami is: vlucht naar een hoger gelegen plek. Een aangelegde heuvel van bijvoorbeeld puin of huishoudelijk afval kan bij een tsunami veel mensenlevens redden.”

Sensoren

In Japan bestaat al tientallen jaren een behoorlijk geavanceerd waarschuwingssysteem voor tsunami’s, zegt Van Vledder. „Het tsunamibewustzijn is daar zeker hoog. In de zee rond Japan liggen tientallen sensoren op de zeebodem, tot 4 kilometer diep. Die geven signalen door naar bakens op zee, die weer via een satellietverbinding de autoriteiten van informatie voorzien. Binnen vijf minuten kan de waarschuwingsdienst een goede diagnose over een tsunami stellen.”

Een „groot probleem” is echter dat de computermodellen niet de allereerste start van een tsunami kunnen voorspellen, benadrukt Van Vledder. „Dat betekent dus dat er altijd enkele kostbare minuten verloren gaan.”

Wel kunnen de experts, als ze eenmaal een tsunami in beeld hebben, redelijk nauwkeurig voorspellen wat de route wordt van een tsunami. „Zo voorspelden wetenschappers dat de tsunami in Japan uren later ook een haven in Californië zou treffen. De cameraploegen stonden al klaar, de berekening kwam uit.”

De verwoestende kracht van tsunami’s imponeert Van Vledder telkens weer. „De top van een tsunami bereikt in een zee van 7 kilometer diep een snelheid van zo’n 1000 kilometer per uur. Ieder jaar zaait een tsunami wel ergens dood en verderf. Variërend van enkele tientallen doden tot 220.000 doden zoals in 2004 in Indonesië.

In Japan is de aardplaat langs de kust bij de zwaargetroffen stad Sendai in vijf minuten een meter gezakt. Let wel: de relatieve zeespiegel is in vijf minuten dus een meter gestegen. In Nederland praten we over de zeespiegelstijging van ongeveer 1 millimeter per jaar.”

Geboeid door Noordzeegolven

Wat is de invloed van wind en waterstand op de hoogte van de golven in de Noordzee? Met die vraag houdt golvenexpert dr. Gerbrant van Vledder zich al tientallen jaren bezig. De rekenmodellen die hij en zijn (internationale) collega’s maken, zijn bijvoorbeeld van belang voor het vaststellen van de hoogte van de dijken langs de Nederlandse kust.

Wetenschappers houden rekening met een „superstorm” die gemiddeld eens in de 10.000 jaar op de Noordzee zal rondrazen. „Dan moet je denken aan een noordwesterstorm, windkracht 12, met golven in de Noordzee van 10 meter en in de Waddenzee van 3 meter hoog.”

Niet alleen overheden, ook commerciële partijen hebben baat bij golfinformatie, legt Van Vledder uit. „De offshore-industrie gebruikt die gegevens bijvoorbeeld voor de bouw van een olieplatform. Hoe sterk moeten de poten zijn, willen die bij een storm niet bezwijken? Zeeschepen kunnen op basis van golfgegevens bepaalde routes mijden. Als je tegen hoge golven in moet varen, kost dat extra brandstof, dus geld.”

Computermodellen kennen hun beperkingen, benadrukt de golvenexpert. „We leren telkens weer van de praktijk. Heel interessant was bijvoorbeeld de storm in november 2006. Bij het Friese Marrum zijn toen ruim honderd paarden uit het water gered. In de Eems-Dollard stond het water absurd hoog, ruim 5 meter boven NAP, de hoogste in Noord-Nederland gemeten waterstand sinds het begin van de metingen in 1900. De gegevens gebruiken we om te proberen te achterhalen wat voor stormen hoge waterstanden veroorzaken.”

Het Waddengebied vormt een behoorlijke buffer tegen een superstorm, denkt Van Vledder. „De eilanden en ondieptes in de Waddenzee halen de kracht uit de Noordzeegolven. Al verschilt het effect van plek tot plek.”

Stormgolven op de Noordzee verschillen wezenlijk van een tsunamigolf. „De stormgolven op de Noordzee zijn als het ware korte brandingsgolven van enkele meters, met schuimkoppen. Je ziet ze duidelijk aankomen. Een tsunamigolf is meer een enorme platte pannenkoek van kilometers lang. Je kunt als het ware niet achter de golf kijken. Daarom is een tsunami zo verraderlijk.”

Wat trekt Van Vledder in de golvenkunde? „Dit is een breed vakgebied. Je werkt niet in je eentje, maar juist in een team. Ik vind het fascinerend om naar golven te kijken. Als student aan de TU in Delft stond ik al op de pier van Scheveningen.”

Wat vindt de wetenschapper van het Bijbelverhaal over de zondvloed die de aarde bedekte? „Ik ben christelijk opgevoed, ik ken de discussie in creationistische kringen. Maar ik neem het verhaal niet letterlijk en kan de gegevens niet gebruiken voor mijn wetenschappelijk werk. Dat neemt niet weg dat mensen op een andere manier waarde kunnen toekennen aan de Bijbel.”