Publicatie in Nature
TU Delft brengt Tsunamibeving op unieke wijze in beeld met GPS
Dankzij uitgebreide GPS-metingen en -analyses door de TU Delft en haar wetenschappelijke partners, is het verloop van de aardbeving van Tweede Kerstdag in Zuid-Oost Azië op een unieke wijze in kaart gebracht. Het is voor het eerst dat hiermee een zo grote aardbeving met GPS aanschouwelijk is gemaakt. Vandaag, donderdag 14 juli verschijnt een publicatie over dit onderwerp in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
Samen met Franse, Thaise, Maleisische en Indonesische onderzoekers en wetenschappers heeft het Delft Institute of Earth Observation and Space Systems (DEOS) van de Faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaartechniek van de TU Delft de afgelopen jaren in Zuid-Oost Azië een uitgebreid netwerk van zo n 45 wetenschappelijke GPS-stations gerealiseerd. Deze stations spelen een belangrijke rol in het onderzoek van het internationale universitaire samenwerkingsproject SEAMERGES (South-East Asia: Mastering Environmental Research with GEodetic Space techniques) van de Europese Unie en ASEAN, de organisatie van Zuid-Oost Aziatische Staten, waarin de diverse onderzoeksgroepen participeren.
Met GPS, tegenwoordig zeer bekend als navigatiemethode in personenauto s, zijn ook verschuivingen en vervormingen van aardschollen (de platen waarop onze aardkorst drijft) nauwkeurig te registreren. De Delftse onderzoekers gebruiken daarvoor een zeer nauwkeurige variant van de standaard GPS-methode. Ze konden daardoor op basis van de unieke SEAMERGES GPS metingen de grootte en de richting van de vervormingen van de aardkorst als gevolg van de aardbeving van 26 december 2004 tot op enkele millimeters nauwkeurig meten.
In januari van dit jaar baarden de Delftse onderzoekers ook al opzien met beelden die het verloop van de tsunami (dus niet de beving zelf) lieten zien. Die waren vooral gebaseerd op metingen van de waterhoogtes in het gebied, verricht door satellieten die met radartechnologie de hoogte van het zeeoppervlak in beeld brengen.
Uit het huidige onderzoek blijkt nu bijvoorbeeld dat het bekende Thaise vakantie eiland Phuket direct na de beving 27 cm verschoven was, meer dan 2 keer de initiële voorspelling. Tot op duizenden kilometers afstand (zelfs in India en China) zijn verschuivingen gesignaleerd. Belangrijk is ook dat voor het eerst bij een grote aardbeving aanschouwelijk is gemaakt hoe de vervormingen van de betrokken aardschollen zich in minder dan 10 minuten ontwikkelden. De DEOS-wetenschappers hebben dit vastgelegd in een fraaie animatie die dit tijdsverloop laat zien. Deze animatie is te zien op de DEOS website (www.deos.tudelft.nl).
Op basis van de metingen konden tevens een aantal nieuwe conclusies over de aard van de beving worden getrokken. De belangrijkste was dat de breukzone veel langer was (minstens 1000 km lang) dan initieel op basis van seismologische metingen werd verwacht (~450 km). Daardoor was de kracht van de aardbeving niet 9,0 maar 9,2-9,3 op de schaal van Richter, dus ca. 2 maal zo groot. Ook werd aangegeven dat de aardbevingsrisico s in aangrenzende gebieden significant waren toegenomen. Dit werd op dramatische wijze geïllustreerd door de zware aardbeving van 28 maart 2005 (in de omgeving van het Indonesische eiland Nias), waarvan de gevolgen gelukkig beperkt bleven. De resultaten van dit onderzoek zijn een nadrukkelijk voorbeeld van het belang van internationale samenwerking.
Tsunami-waarschuwing
De Belg ir. Wim Simons, toegevoegd onderzoeker in de groep Astrodynamica en Satellietsystemen van prof. Boudewijn Ambrosius, is voor een belangrijk deel verantwoordelijk voor dit Delftse succes. Hij initieerde het SEAMERGES project, was mede-ontwikkelaar van de GPS-meetsystemen, verzamelde de gegevens en analyseerde ze. Simons vertelt dat de GPS-metingen in Zuid-Oost Azië ook nu nog steeds doorgaan. Er is een naijleffect. Phuket was direct na de beving bijvoorbeeld 27 cm verschoven, nu zal dat al rond de 40 cm liggen. Deze vervolgmetingen geven belangrijke informatie over de manier waarop de spanningen in de aardkorst zich ontladen en (elders) weer opbouwen.
Simons en andere onderzoekers gaan op basis van de Delftse metingen nog bestuderen of er in de maanden voorafgaand aan de aardbeving bepaalde gebeurtenissen zijn geregistreerd die in de toekomst als voorspellers van een aardbeving zouden kunnen dienen. Als een andere uitdaging voor de toekomst ziet Simons het gebruik van GPS voor het uitgeven van snelle tsunamiwaarschuwingen. Als de stations hun gegevens allemaal real-time zouden doorsturen, wat in principe technisch mogelijk is, zou je op basis van die gegevens binnen een half uur een model van een eventuele tsunami kunnen genereren en indien nodig een waarschuwing kunnen doen uitgaan , zegt Simons.
Momenteel gebruiken Dr. Julie Pietrzak en haar collega s in de sectie Vloeistofmechanica van professor Guus Stelling van de Delftse Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen de GPS resultaten, om de toen ontstane tsunami beter de simuleren met hun computermodellen. Voorheen gebeurde dit bijna uitsluitend op basis van seismologische data. Simons: Hun eerste resultaten komen goed overeen met de werkelijke tsunami, en dit onderzoek leidt wellicht in de toekomst tot betere en snellere tsunami voorspellingen.
Technische Universiteit Delft
Technische Universiteit Delft