Nieuwe kaart vingers toekomstige hotspots voor Amerikaanse aardbevingen

Aardbevingsrisicobeoordelingen kunnen op het eerste gezicht vrij abstract lijken, met hun 'procentkansen' en 'piekgrondversnellingen'. Maar de nationale gevarenkaarten van de US Geological Survey (USGS), die periodiek worden bijgewerkt, bieden een krachtige slag: verzekeringsmaatschappijen en stadsplanners vertrouwen erop zwaar op de kaarten, die elk jaar miljarden dollars in de bouw beïnvloeden. Vandaag hebben USGS-wetenschappers de meest recente aardbevingen voor het land vrijgegeven. Hoewel het beeld op nationaal niveau niet veel is veranderd sinds het laatste rapport in 2008, zit de duivel in de details, zeggen de auteurs van het rapport - en sommige gebieden in het land worden nu beschouwd als een hoger risico op krachtige aardbevingen dan eens gedachte.

De bekendste aardbevingszones - Californië, de Pacific Northwest en de Intermountain West - domineren nog steeds het gevarenbeeld. Verder naar het oosten weerspiegelen hotspots rond de New Madrid Seismic Zone in het centrum van het land en Charleston, South Carolina, de herinnering aan krachtige historische aardbevingen (in respectievelijk 1811 tot 1812 en 1886). Maar in feite hebben alle 50 staten het potentieel voor aardbevingen, en zou er binnen 50 jaar in 42 van de 50 staten schade aan de grond kunnen zijn, suggereert het nieuwe rapport. Van deze, 16 staten, die allemaal aardbevingen hebben gehad van minstens magnitude 6 in historische tijden, worden als zeer waarschijnlijk beschouwd als schadelijk voor het schudden van de grond.

Om het risico in te schatten waar en hoe vaak toekomstige aardbevingen zullen plaatsvinden en hoe hard de grond zal schudden, zijn wetenschappers voortdurend op zoek naar nieuwe gegevens uit deze regio's en gebruiken deze om nieuwe manieren te ontwikkelen voor het modelleren van grondbewegingen, zegt Mark Petersen, seismoloog bij USGS in Golden, Colorado, en de hoofdauteur van het nieuwe rapport. Een van de nieuwste trillingen die in de beoordeling zijn opgenomen, is de aardbeving in Virginia met een kracht van 5, 8 in 2011, "die ons heeft geholpen beter inzicht te krijgen in het beter schudden van de grond in de centrale en oostelijke Verenigde Staten", zegt Petersen. Nieuwe gegevens kwamen ook van de US Nuclear Regulatory Commission (NRC), die in 2010 haar eigen risicobeoordeling publiceerde voor aardbevingsschade aan haar energiecentrales in de centrale en oostelijke Verenigde Staten. Deze suggereren allemaal dat de regio een nog krachtigere aardbeving kan ervaren.

Het moderne aardbevingsrisico in de New Madrid Seismic Zone - die 200 jaar geleden drie krachtige aardbevingen heeft meegemaakt, maar sindsdien niets meer in die volgorde - blijft een twistpunt. Sommige seismologen - met name Seth Stein van de Northwestern University in Evanston, Illinois - beweren dat voortdurende aardbevingen in de regio naschokken zijn van de drie grote, geen tekenen van nieuwe seismische activiteit, en dat USGS het risico daar overschat. Anderen betwisten dit echter; een paper gepubliceerd in Science eerder dit jaar suggereerde dat de regio nog steeds springlevend is. Dit alles zorgt voor hoofdpijn voor diegenen die de juiste bouwcodes en technische ontwerpen proberen op te lossen; om het geschil wat harmonie te brengen, bevatte de nieuwste gevarenbeoordeling een model dat enkele ideeën van Stein volgde, waaronder het gebruik van GPS om tektonische spanning in de regio te detecteren, evenals de gegevens van NRC. Het resultaat - hoewel het onwaarschijnlijk is dat dit het debat snel zal beslechten - was "een breder scala aan [aardbeving] magnitudes en herhalingspercentages voor New Madrid dan voorheen", zegt Petersen.

In Californië is de beoordeling van 2014 aanzienlijk aangepast, grotendeels dankzij het gloednieuwe Uniform California Earthquake Rupture Forecast-model, waarmee wetenschappers breukscenario's kunnen bedenken die 'plausibel' zijn voor het complexe foutennetwerk van de staat, Petersen zegt. Dat veranderde de gevaren op een zeer lokale basis, maar breidde ook het potentieel voor schade verder uit over de staat.

Een van de grootste veranderingen in het risico op aardbevingen is in de Cascadia Subduction Zone, die zich uitstrekt van British Columbia tot Noord-Californië. Het krachtige schudden van verschillende recente aardbevingen in de subductiezone over de hele wereld - met name de Tohoku-aardbeving met een kracht van 9, 0 in 2011 en de aardbeving met een kracht van 8, 2 voor de kust van Chili in 2014 - en geologisch bewijs van diepzee-kernen van krachtige aardbevingen in het verleden suggereert nu dat Zuid-Cascadia een aardbeving kon ervaren die zo krachtig was als magnitude 9.3.

Eén ding dat het nieuwe rapport niet bevat, is het gevaar als gevolg van geïnduceerde seismiciteit: aardbevingen die verband houden met menselijke activiteiten, zoals het opnieuw inbrengen van afvalwater in injectieputten. Dat is een laag die USGS wil opnemen, zegt Petersen, maar op dit moment is het niet helemaal duidelijk hoe het moet. "We willen ze in principe apart behandelen van de andere aardbevingen, " voegt hij eraan toe, omdat het in kaart brengen van de gevaren van menselijke activiteiten "een andere logische boom" vereist. USGS plant nu regionale workshops om te bespreken hoe het gevaar kan worden opgenomen in de volgende generatie van maps.

Er is inderdaad een groeiend gevoel van urgentie bij de vraag. "Ik vind het ongelooflijk opvallend wat er de afgelopen jaren is gebeurd met de toename van seismiciteit in de oostelijke en centrale VS", zegt Emily Brodsky, seismologe aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz. “Het verandert echt het verhaal en de gevarenimplicaties. We hebben te maken met plaatsen die in het verleden niet veel aan aardbevingen hebben gedacht. ”

Het is nog steeds een open vraag of door mensen veroorzaakte aardbevingen daadwerkelijk op dezelfde manier zullen barsten als natuurlijke aardbevingen, voegt Brodsky eraan toe. "Dat is de vraag die we echt moeten beoordelen - of er fysiek iets anders is, of dat ze op elkaar inwerken, verbonden scheuren hebben." En dat is een van de grote algemene innovaties in het nieuwe rapport, voegt ze eraan toe - de manier waarop breuken zullen feitelijk met elkaar in verbinding staan ​​en met elkaar communiceren, waardoor mogelijk een veel grotere en meer catastrofale gebeurtenis ontstaat dan bij een individuele breuk. Modellering van breukconnectiviteit is niet alleen van toepassing op het gecompliceerde netwerk van fouten in Californië - het kan ook gevolgen hebben voor het gevaar dat wordt geëvalueerd door geïnduceerde aardbevingen, zegt ze.