Geologische achtergrondinformatie bij de beving op 4 september 2010

Dat Nieuw Zeeland op een plaatgrens ligt en daarom aardbevingsgevoelig is, dat is geen nieuws. De beving op het Zuidereiland vlak bij Christchurch kwam toch als een verrassing, met deze kracht. Hoe zit het daar, met de plaattektoniek?

NZ historische aardbevingen
Aardbevingen in de afgelopen decennia op het Zuidereiland van Nieuw Zeeland. Bron: USGS. Sterretje geeft de beving van 4 september 2010 aan, de groene lijn de Alpine Fault.

Wonderbaarlijk: geen slachtoffers
In veel opzichten was de aardbeving die in de vroege ochtend van 4 september 2010 Christchurch deed schudden vergelijkbaar met die op Haiti aan het begin van het jaar. Een vergelijkbare magnitude (7.1), een strike-slip beweging langs de breuk (langs elkaar) en dus ondiep (10 kilometer) en op 40 kilometer van een grote stad. Nu is Port-au-Prince wel een stukje groter dan Christchurch (~350.000 inwoners), toch mag het een wonder heten dat het enige slachtoffer een lemur in een kleine dierentuin was. Dat had alles te maken met het tijdstip van de beving (half vijf in de ochtend), maar ook met de manier van bouwen. Downtown Christchurch bestaat uit 19de eeuwse stenen gebouwen, de rest van de stad bestaat uit uitgestrekte wijken met alleenstaande houten huizen. "Het is ongelooflijk wat ons huisje te verduren heeft gekregen en doorstaan heeft, maar zo'n houten huis buigt gewoon mee, echt bizar." vertelt oud-studente Aardwetenschappen Ilja van Nieuwpoort die al bijna tien jaar in Christchurch woont en werkt bij de City Council. Downtown is de situatie anders: veel stenen muren zijn naar beneden gekomen. "De City-council heeft net een nieuw gebouw, maar daar is het zo'n puinhoop doordat alles omgevallen is en de lampen van de plafonds zijn gekomen. Het oude gebouw is onbewerkbaar verklaard, alle plafonds zijn naar beneden gekomen en er is daarbij veel asbest vrij gekomen." 

NZ plate tectonics
Tektonische situatie rond Nieuw Zeeland met de Alpine Fault.

Plaattektoniek
De beving vond niet plaats langs de Alpine Fault, een enorme breuk die duidelijk zichtbaar is in het landschap van het Zuidereiland. Voor de zuidwestpunt van het eiland loopt de Alpine Fault vlak voor de fjordenkust, bij de beroemde Milford Sound steekt de breuk het eiland in. Eerst een heel stuk parallel aan de westkust, om in het noorden van het Zuidereiland te vertakken en naar het oosten af te buigen. Langs deze breuk wordt al langer een grote aardbeving verwacht (magnitude 8.0).  De Alpine Fault is eigenlijk een transform fault: in het noorden duikt de Pacifische plaat westwaarts onder het Noordereiland, terwijl ten zuiden van het Zuidereiland de subductie andersom plaatsvindt (hier duikt de Indisch-Australische plaat juist onder de Pacifische plaat).

NZ subductie-schema
Omslag van de polariteit van de subductie in drie doorsneden van noord naar zuid door Nieuw Zeeland.

Nieuwe breuk, spannende geologie!
Ookal heeft de beving van 4 september wel direct met het systeem te maken, wat locatie betreft was de beving wel een verrassing. Een nieuwe breuk ontstond en vervormde het vlakke landschap van de Canterbury Plains (riviervlakte aan de zuidoost-zijde van de Nieuwzeelandse Alpen) op niet mis-te-verstane wijze. De rivierterrassen bestaan uit meters dikke pakketten grind en zand en zijn aan het eind van de laatste IJstijd gevormd. Voor zaterdag was er in het vlakke landschap geen enkele aanwijzing dat er een actieve breuk onder dit pakket zat. Als de breuk al aanwezig was in de diepere ondergrond, heeft deze dus al minstens 16000 jaar niet meer bewogen.

Op de foto's is duidelijk te zien dat het hier om een zijschuiving gaat. De verplaatsing daarbij is rond de drie meter in horizontale zin en over het algemeen minder dan een meter in verticale zin (op en neer, dus).

NZ nieuwe breuk
Grasland en rivierloop zijn vervormd door de zijwaarste verschuiving. Sporen in het gras geven de schaal aan. Duidelijk is te zien dat de bovenzijde van de figuur naar rechts is geschoven, relatief. Dextraal noemen geologen dat, of 'right lateral'. Bron: GeoNet

NZ weg bij Darfield
Een weg vlak bij Darfield, waar het epicentrum van de beving lag. Ook hier is duidelijk de zijwaartse verplaatsing te zien. Bron: GeoNet

Bekijk hier een filmpje van een eerste verkenning van het nieuwe breukvlak vanuit de lucht! Opvallend is de enorme overeenkomst met modellen die Aardwetenschappers op de VU in zand zien ontstaan als een zijschuiving wordt nagebootst op kleine schaal in ons Teclab.

Nat zand
In Christchurch ontstond relatief veel schade door 'liquefaction': het vloeibaar worden van vochtig zand door de beving. Misschien wel bekend van het strand: als je een tijdje op nat zand met je voet tikt, verandert de pakking van het zand en wordt het drijfzand. In de bodem staat dat vloeibare zand onder druk en zoekt een uitweg. Op veel plekken zijn zandvulkaantjes te zien en ligt centimeters dik zand op straten en in tuinen.

 NZ zandvulkaantjes door liquefactie
Zandvulkaantjes in tuinen van Christchurch. Bron: NZHerald

De afgelopen dagen zijn er nog veel naschokken geweest, tot een magnitude van ruim 5. Die zullen nog wel even plaatsvinden. Ook daarbij is het nog stevig schudden.

Links:
GeoNet (Nieuw Zeelands) met geologische informatie over de beving
Filmpje over de liquefactie en zandvulkaantjes

Geschreven en samengesteld door Dr. Bernd Andeweg

© Copyright Vrije Universiteit Amsterdam
Direct naar:
Volg een VU Masterclass!

spamfuik@vu.nl