Breuken en verschuivingen

Wat een breuk is

Een breuk is een breukvlak in de aardkorst: een vlak waarlangs twee gesteenteblokken ten opzichte van elkaar zijn verschoven. Spanning bouwt zich jarenlang op terwijl de blokken vastzitten door wrijving. Wanneer de spanning de wrijving overschrijdt, schiet het gesteente plotseling los. Die plotselinge verschuiving is precies wat we als aardbeving voelen — de opgespaarde energie komt vrij als seismische golven.

Niet elke breuk is op dit moment actief. Veel breuken zijn miljoenen jaren oud en bewegen zelden of nooit meer. Een breuk wordt pas gevaarlijk waar de blokken nog onder spanning staan, doorgaans aan of nabij de grenzen van tektonische platen. Hoe die platen ten opzichte van elkaar bewegen, bepaalt of de blokken langs elkaar schuiven, uit elkaar trekken of tegen elkaar duwen — en dus welk van de drie breuktypen ontstaat.

De geoloog beschrijft de twee zijden van een hellend breukvlak met vaste termen. Het hangende blok (Engels: hanging wall) ligt bóven het schuine vlak; het liggende blok (footwall) ligt eronder. Of het hangende blok omhoog of omlaag beweegt, is het kenmerk dat de typen van elkaar scheidt.

Zijschuiving (strike-slip): zijdelings langs elkaar

Bij een strike-slip-breuk (in het Nederlands ook wel zijschuiving of horizontale verschuiving) bewegen de twee blokken vooral horizontaal langs elkaar. Het breukvlak staat meestal bijna verticaal. Er is nauwelijks verticale verplaatsing, waardoor het reliëf aan het oppervlak weinig verandert — maar de horizontale verschuiving kan over duizenden jaren enorm oplopen.

Het bekendste voorbeeld is de San Andreas in Californië, de grens waar de Pacifische plaat langs de Noord-Amerikaanse plaat schuift. Omdat de beweging horizontaal is, verplaatst een strike-slip-breuk weinig water als hij onder zee ligt; het tsunamirisico is daardoor doorgaans laag. Geologen geven ook aan naar welke kant de overkant schuift: sta je op het ene blok en beweegt het andere blok naar rechts, dan is het een rechtsdraaiende (dextrale) zijschuiving, zoals de San Andreas; beweegt het naar links, dan een linksdraaiende (sinistrale). Volgens de USGS zijn de zwaarste strike-slip-bevingen meestal beperkt in magnitude vergeleken met de allergrootste subductiebevingen.

Afschuiving (normale breuk): het hangende blok zakt

Een normale breuk, in het Nederlands ook afschuiving genoemd, ontstaat onder rek: de korst wordt uit elkaar getrokken. Het breukvlak helt schuin, en het hangende blok zakt langs dat vlak omlaag ten opzichte van het liggende blok. Waar twee normale breuken naar elkaar toe hellen, zakt het tussenliggende blok weg als een lange dalvormige slenk (een graben).

Dit type komt voor in Nederland. De Roerdalslenk in Limburg is een actief gerekt gebied tussen normale breuken, waaronder de Peelrandbreuk. Hier ontladen zich de zwaarste natuurlijke bevingen van ons land — de aardbeving bij Roermond op 13 april 1992 (magnitude 5,8) is daarvan het ijkpunt. Meer over dit gebied lees je op de pagina over Limburg en de Roerdalslenk.

Slenk en horst: ontstaat er een sleuf of een richel?

Wat gebeurt er als de korst breekt en het ene blok zakt? Dat hangt af van hoe de breuken ten opzichte van elkaar liggen. Waar twee afschuivingen naar elkaar toe hellen, zakt het blok ertussen omlaag: er ontstaat een slenk (Engels en Duits: graben), een langgerekte sleuf of dal. Blijft juist het middelste blok staan terwijl de blokken aan weerszijden wegzakken, dan steekt het uit als een richel of plateau: een horst. Slenken en horsten liggen vaak naast elkaar, als een trap van op en neer verschoven blokken.

Bekende voorbeelden zijn de Bovenrijnslenk tussen de Vogezen en het Zwarte Woud, de Oost-Afrikaanse Slenk waar de Afrikaanse plaat uiteenscheurt, en dichter bij huis de Roerdalslenk in Limburg en Oost-Brabant, met ernaast de hoger gelegen Peelhorst. Een slenk vult zich in de loop van miljoenen jaren vaak met dikke lagen zand en klei, terwijl een horst juist wordt afgesleten. Hoe slenken ontstaan waar platen uit elkaar bewegen, staat bij platentektoniek.

Opschuiving en overschuiving (reverse en thrust): het hangende blok omhoog

Een reverse-breuk of opschuiving is het spiegelbeeld van een normale breuk: hier staat de korst onder compressie en wordt het hangende blok langs het hellende vlak omhoog geduwd. Een thrustbreuk (overschuiving) is een reverse-breuk met een flauwe helling, doorgaans onder de 30 graden, waarbij grote gesteentepakketten over elkaar heen schuiven.

Dit type bouwt gebergten op. De Himalaya is het resultaat van de botsing tussen de Indische en de Euraziatische plaat. In subductiezones, waar een oceanische plaat onder een andere wegduikt, treden de zwaarste bevingen ter wereld op — vrijwel alle bevingen boven magnitude 9 zijn thrustbevingen. Omdat de zeebodem hierbij plotseling verticaal omhoog springt, verplaatsen ze enorme hoeveelheden water.

Welke typen in Nederland voorkomen

Nederland ligt niet op een plaatgrens, maar de korst onder het zuidoosten wordt langzaam gerekt. Daardoor zijn de natuurlijke breuken hier vrijwel allemaal normale breuken. De Roerdalslenk is een actieve slenk: het Roergebied zakt geleidelijk weg tussen de Peelrandbreuk en de Feldbiss-breuk. De TNO Geologische Dienst Nederland houdt deze breuken in kaart en het KNMI registreert de bevingen die erlangs optreden.

Tectonische breuken in Limburg

De belangrijkste natuurlijke breuken in het zuidoosten van Nederland lopen ruwweg van zuidoost naar noordwest:

• Peelrandbreuk — de noordoostelijke rand van de Roerdalslenk, met aan de andere kant de hoger gelegen Peelhorst. Langs deze breuk ontstond op circa 17 km diepte de aardbeving bij Roermond in 1992 (M 5,8). Aan het oppervlak is de breuk op sommige plaatsen herkenbaar aan wijstgronden: natte grond op de hoge kant, doordat de breuk het grondwater tegenhoudt.
• Feldbissbreuk — de zuidwestelijke rand van de Roerdalslenk, die vanuit Belgisch Limburg door Zuid-Limburg richting Duitsland loopt.
• Roerdalslenk — het gezakte blok daartussen, dat nog steeds zeer langzaam daalt, met slechts fracties van een millimeter per jaar.

Lees meer over de bevingsgeschiedenis van dit gebied op de pagina over aardbevingen in Limburg, en over het grotere plaatje in aardbevingen in Nederland.

De bevingen in Groningen zijn van een andere orde. Die zijn niet tektonisch maar geïnduceerd: door gaswinning klinkt een diepe zandsteenlaag in, waardoor spanning ontlaadt langs bestaande, veelal normale breuken in de ondergrond. De beweging is dus klein en ondiep, maar het mechanisme — verschuiving langs een breukvlak — is hetzelfde als bij een natuurlijke beving. Meer daarover bij geïnduceerde aardbevingen en Groningen.

Verband met tsunami's

Of een onderzeese beving een tsunami opwekt, hangt sterk af van het breuktype. Een tsunami ontstaat wanneer de zeebodem plotseling verticaal verschuift en zo de hele waterkolom erboven in beweging brengt. Strike-slip-bevingen verplaatsen de bodem vooral horizontaal en wekken daarom zelden grote golven op. Thrust- en reverse-bevingen springen verticaal omhoog en kunnen juist verwoestende tsunami's veroorzaken, zoals de USGS bij grote subductiebevingen heeft gedocumenteerd. Hoe dat precies werkt, lees je op de pagina over tsunami's.

Misvattingen

Veelgestelde vragen

Verder lezen

Wil je begrijpen waarom platen elkaar duwen, trekken of langs elkaar schuiven, begin dan bij de platentektoniek. Voor het Nederlandse beeld zijn de pagina's over Limburg en de basisuitleg over hoe een aardbeving ontstaat de logische vervolgstappen. Waar op het breukvlak een beving begint, lees je bij hypocentrum en epicentrum; hoe de grootte van het breukvlak de sterkte bepaalt, bij de momentmagnitude.