Voorschokken

Wat een voorschok precies is

Aardbevingen komen zelden alleen. Rond een grote beving treedt vaak een hele reeks trillingen op. De zwaarste beving in die reeks noemen we de hoofdschok. De bevingen die daarna volgen, heten naschokken. En de bevingen die er kort vóór plaatsvonden, op dezelfde breuk en in hetzelfde gebied, noemen we voorschokken.

Een voorschok is dus geen apart soort aardbeving. Fysisch is het precies hetzelfde verschijnsel als elke andere beving: spanning die langs een breuk in de aardkorst plotseling vrijkomt en zich verspreidt als seismische golven. Het enige wat een voorschok tot voorschok maakt, is zijn plek in de tijd: hij komt vóór een grotere beving op dezelfde breukzone.

De gedachte erachter is intuïtief. De spanning die uiteindelijk de grote beving veroorzaakt, kan kleine breukjes voorafgaand al laten bezwijken — kleine voorbodes van de grote ontlading. Dat klinkt als een bruikbaar waarschuwingssignaal. Het probleem is alleen dat dit signaal pas leesbaar wordt als het te laat is.

Het identificatieprobleem: alleen achteraf herkenbaar

Hier zit de kern van de zaak. Stel je voelt een lichte beving, en daarna nog een. Zijn dat voorschokken van iets groters, of zijn het kleine bevingen die op zichzelf staan? Tijdens de reeks is dat onmogelijk te zeggen. Een kleine beving ziet er op een seismometer niet anders uit naargelang hij wél of níét door een grote beving wordt gevolgd.

Pas wanneer de hoofdschok daadwerkelijk komt, kun je terugkijken en zeggen: "die eerdere trillingen waren dus voorschokken." Komt er geen grotere beving, dan blijken het achteraf gewoon zelfstandige bevingen te zijn geweest. De USGS vat het scherp samen: een beving is pas een voorschok als er een grotere op volgt — en dat weet je per definitie nooit van tevoren.

Dat is fundamenteel anders dan bij naschokken. Naschokken herken je wél meteen: zodra de grote beving achter de rug is, weet je dat alle volgende trillingen in het gebied naschokken zijn. De richting van de tijd maakt het verschil tussen een bruikbaar en een onbruikbaar label.

Waarom dit voorspellen zo lastig maakt

Het zou prachtig zijn als elke grote beving keurig werd aangekondigd door een serie voorschokken. Dan kon je bij de eerste lichte trillingen alarm slaan. De werkelijkheid werkt niet zo. Ongeveer de helft van de zware aardbevingen heeft helemaal geen herkenbare voorschokken — de grote beving komt zonder enige waarschuwing uit de grond.

En andersom geldt hetzelfde: de meeste kleine bevingen worden níét gevolgd door een grote. Verreweg de meeste trillingen die je als "mogelijke voorschok" zou kunnen aanzien, blijken achteraf op zichzelf te staan. Een waarschuwing afgaan op elke kleine beving zou dus vrijwel altijd vals alarm zijn.

Twee feiten samen — voorschokken zijn pas achteraf herkenbaar, én ze ontbreken bij de helft van de zware bevingen — maken het rekensommetje hopeloos. Daarom geldt onder seismologen wereldwijd, van het KNMI tot de USGS, dezelfde conclusie: het exact voorspellen van een aardbeving, met datum, tijd én plaats, is niet mogelijk. Niet vandaag, en zolang we het verschijnsel begrijpen ook niet morgen. Wie beweert een aardbeving op een specifieke dag te kunnen voorspellen, kan dat niet waarmaken. Dat geldt overal ter wereld, ook in zeer actieve gebieden zoals Japan, Californië of de Mid-Atlantische Rug in de Noord-Atlantische Oceaan.

Bekende voorbeelden van voorschokken

Achteraf zijn er genoeg reeksen waarin een duidelijke voorschok aan de hoofdschok voorafging. Ze laten vooral zien hoe weinig je er op het moment zelf aan had:

• Tōhoku, Japan (2011) — twee dagen voor de beving van magnitude 9,0 op 11 maart trof een beving van ongeveer magnitude 7,3 hetzelfde gebied. Op dat moment werd die gezien als een zware, maar op zichzelf staande beving.
• Kumamoto, Japan (2016) — een beving van magnitude 6,2 bleek ruim een dag later een voorschok te zijn van een beving van magnitude 7,0.
• Ridgecrest, Californië (2019) — een beving van magnitude 6,4 werd ongeveer 34 uur later gevolgd door een beving van magnitude 7,1.
• L'Aquila, Italië (2009) — na maanden van kleine bevingen volgde op 6 april een beving van magnitude 6,3 die ruim driehonderd levens kostte. Wetenschappers die vooraf over het risico hadden geadviseerd, werden in eerste instantie veroordeeld, maar in hoger beroep vrijgesproken. De zaak maakte wereldwijd duidelijk hoe lastig het is om over onzekere kansen te communiceren.

Het bekendste "geslaagde" voorbeeld is Haicheng in China (1975), waar de autoriteiten na een reeks voorschokken een evacuatie lieten uitvoeren, kort voor een zware beving. Maar een jaar later trof een verwoestende beving de stad Tangshan zonder enige waarschuwing. Een betrouwbare methode bleek Haicheng dus niet.

Voortekenen: dieren, weer en andere signalen

Naast voorschokken zijn er door de jaren heen veel mogelijke voortekenen onderzocht: vreemd gedrag van dieren, veranderingen in het grondwater, radongas uit de bodem, elektromagnetische signalen of bepaalde wolken. Volgens de USGS heeft geen van die signalen betrouwbaar en herhaalbaar een beving aangekondigd. Dieren reageren soms wél op de eerste, lichte P-golven — enkele seconden voor de zware trillingen — maar dat is geen voorspelling vooraf. En "aardbevingsweer" bestaat niet: bevingen ontstaan kilometers diep in de korst, waar het weer aan het oppervlak geen invloed heeft.

Wat wél kan: kansinschatting en early warning

"Voorspellen" en "niets kunnen" zijn niet hetzelfde. Seismologen kunnen geen exacte datum noemen, maar ze staan zeker niet met lege handen. Er zijn twee benaderingen die wél werken.

De eerste is de kansinschatting. In plaats van te zeggen "morgen om drie uur beeft het", berekenen instituten de kans dat er binnen een bepaalde periode een beving boven een bepaalde sterkte optreedt in een bepaald gebied. Voor Groningen maakt het KNMI dit soort seismische dreigings- en risicoanalyses, op basis van de gemeten bevingen en de ondergrond. De USGS publiceert wereldwijde seismic hazard maps die laten zien waar de kans op zware bevingen het grootst is. Dat is geen voorspelling van één beving, maar een statistische verwachting waarop je bouwregels, verzekeringen en versterking kunt baseren.

De tweede is Earthquake Early Warning (EEW). Zodra een beving begint, snellen de eerste, ongevaarlijke seismische golven (de P-golven) vooruit op de tragere, schadelijke golven. Een dicht meetnet kan die eerste golven detecteren en in een fractie van een seconde een waarschuwing uitsturen — soms enkele seconden tot tientallen seconden voordat de zware trillingen aankomen. Genoeg om treinen af te remmen, liften te stoppen of je onder een tafel te laten zakken. Zulke systemen draaien al jaren in Japan en Mexico. Belangrijk: EEW is geen voorspelling vooraf, maar een snelle waarschuwing terwijl de beving al bezig is.

Veelgestelde vragen

Verder lezen

Wil je weten wat er na de grote klap gebeurt en waarom die trillingen soms wekenlang doorgaan? Lees dan de uitleg over naschokken. Waarom spanning zich langs breuken opbouwt en in schokken vrijkomt, staat bij breuken en verschuivingen en platentektoniek. En omdat een beving nooit aangekondigd wordt, loont het om te weten wat je doet tijdens een aardbeving. Voor de natuurkunde onder dit alles — hoe spanning ontstaat en zich ontlaadt — staat de basis op de pagina wat is een aardbeving. En wie nieuwsgierig is naar hoe instituten trillingen meten en de kans op bevingen berekenen, vindt meer over het Nederlandse meetnet bij het KNMI.