Hoe zijn de tsunami en de aardbeving in Japan ontstaan? Een ‘beknopte’ uitleg!

Stapsgewijze uitleg van de aardbeving en tsunami in Japan op 11 maart 2011.

Deze uitleg is geschikt voor iedereen die geïnteresseerd is in een duidelijk uitleg van dit omvangrijke natuurgeweld, maar in het bijzonder geschikt voor leerlingen en docenten van het voortgezet onderwijs.

Eerder schreef ik al een artikel over de aardbeving in Haiti. Deze krachtige beving nam een van de armste landen te grazen. Dit keer is het anders; Japan is een rijk en ontwikkeld land dat goed is voorbereid op aardbevingen en tsunamis. In dit artikel leg ik uit waarom Japan een tektonische ervaringsdeskundige is.

 platen = belangrijk begrip
bron 6 = verwijzijng belangrijke bron
Tip: klik op een bron voor een vergroting

1. Platentektoniek wereldwijd

Bron 1: tektoniek van de aardkorst (Bosatlas)

De aardkorst bestaat uit platen (schollen) en breuken. Bekijk bovenstaande kaart (bron 1), je ziet dat de aardkorst bestaat uit 7 grote platen en meerdere kleinere platen. Deze platen liggen niet stil, maar zijn in beweging. De rode pijlen geven de richting van de beweging aan. Het proces dat het aardoppervlak is verdeeld in een aantal grote platen die langzaam bewegen en in grootte veranderen, heet platentektoniek.

2. Japanse tektoniek

De tektoniek in de directe omgeving van Japan is ingewikkeld. Bovenstaande kaart (bron 2) zoomed verder in op de platentektoniek in Japan en omgeving. Je ziet vier platen die met elkaar in botsing zijn:

1. de Euraziatische plaat (groen)
2. de Noord Amerikaanse plaat (bruin)
3. de Pacifische plaat (geel)
4. en de Filipijnse plaat (rood)

Bron 2: Tektoniek bij Japan (Dan

Ten oosten van Japan ligt de Pacifische plaat, dit is een zeeplaat (oceanische plaat) en bestaat uit zwaar gesteente. Japan bestaat uit veel eilanden, waaronder het grootste eiland Honshu. Deze eilanden liggen op de Euraziatische plaat en de Noord Amerikaanse plaat, dit zijn landplaten (continentale platen) en bestaan uit licht gesteente. (Vergis je niet: de Euraziatische plaat heet wel een landplaat maar draagt wel degelijk ook grote wateren, zoals de Japanse zee.)

Hierdoor bevinden zich diverse breukzones die de Japanse tektoniek verdelen in twee belangrijke tektonische regio’s:

• het tektonische noorden (bestaat uit het noorden van Honshu en Hokkaido)
• de tektonische zuiden (bestaat uit het zuiden van Honshu, shikoku en Kyushu)

Om deze aardbeving verder te kunnen verklaren zoomen we in op de het tektonische noorden en laten we het zuiden buiten beschouwing.

3. Het tektonische noorden 

Bron 4: Driedimensionaal model van de plaattektoniek bij Japan (VU)

Bron 3: Het tektonische noorden van Japan met de lokatie van de aardbeving (USGS)

De Pacifische plaat beweegt naar het westen in de richting van Japan en duikt daar onder de Noord Amerikaanse plaat (bron 4), dit gebied waar oceaanbodem onder de Japanse eilanden weg zakt is een subductiezone. Dit komt omdat de Pacifische plaat zwaarder is dan de Noord Amerikaanse plaats. Hierdoor ontstaat er een trog, dat is een langgerekte diepe kloof in de oceaan. De naam van de trog voor Japan is heel verassend de Japanse trog.

Bron 5: Zo ontstaat een aardbeving (Onbekend/VU)

De platen schuiven maar moeizaam over elkaar waardoor er veel spanning wordt opgebouwd (bron 5). Vergelijk het maar met twee velletjes schuurpapier, die kun je niet makkelijk over elkaar schuiven. Pas bij voldoende spanning kan er beweging plaats vinden in een vorm van een schok, de aardbeving!

4. Zeebeving

De aardbeving vond plaats ruim 100 km uit de oostkust ter hoogte van Sendai en op een diepte van zo’n 24 kilometer onder het oceaanoppervlak (bron 6). Omdat de lokatie van de beving onder de oceaan ligt is de juiste naam eigenlijk ‘zeebeving‘.

Bron 6: Tsunami en aardbeving voor de kust van Sendai (ANP)

Japaners zijn heel wat bevingen gewend, maar deze zeebeving is uitzonderlijk vanwege de volgende redenen:

• de magnitude van 8.9 9.0 op de schaal van richter. Dit betekent dat er extreem veel energie is vrijgekomen, een zeldzaam sterke aardbeving dus.
• de ongelukkige lokatie. De zeebeving vond vlak voor de kust plaats ter hoogte van dichtbevolkte kustvlakte.
• de tsunami die door de zeebeving ontstond.

• grote gevolgen voor kerncentrales. De grootste problemen doen zich voor in de centrale Fukushima; o.a. ontploffingen, stralingslekkages en brand. (meer weten?)

5. Tsunami 

Bekijk de video: Hoe ontstaat een Tsunami? (Nos)

De krachtige zeebeving werd direct opgevolgd door een grote vloedgolf. De golf heeft een lengte van enkele honderden meters, maar is slechts tientallen centimeters hoog. Het Japanse woord van dit type golf is Tsunami, een samenstelling van tsu (‘haven’) en nami (‘hoge golf’). Vrij vertaald betekend het dus hoge havengolf.

Bron 7 legt in het algemeen de werking van een tsunami uit. De situatie op 11 maart 2011 in Japan wijkt af van deze bron:

Bron 7: Zo ontstaat er een tsunami (Anp)

(A) Omdat de zeebeving vlak voor de kust plaatsvond was de snelheid van de vloedgolf ergens tussen de 50 en 150 kilometer per uur. Op open zee kan de snelheid toe nemen to wel 1000 km/uur!
(B) De bewoners van Sendai en andere nederzettingen wonen in een kustvlakte waardoor de ‘hoge havengolf’ zonder veel weerstand diep het land in kan penetreren en daardoor veel slachtoffers maakt.
(C) De vloedgolf die insloeg nabij de kust van Sendai was ongeveer 5 tot 10 meter hoog.

Bron 8: Reistijd van de tsunami golf

De zeebeving veroorzaakt een tsunami in een cirkel (bron 8). Dat betekend dat niet alleen Japan maar ook tientallen andere landen zijn getroffen door dezelfde tsunami. De vloedgolf beweegt in alle windrichtingen en het kan 22 uur duren voordat de vloedgolf in slaat aan de andere kant van de oceaan, bijvoorbeeld op de kust van Chili.

Er is een verband tussen de reistijd en de kracht van de vloedgolf. Als de vloedgolf lang onderweg is, zal de kracht afnemen. Dit is ook de reden waarom je weinig nieuwsberichten hoort over schade en slachtoffers in landen als Chili of Verenigde Staten.

Marc Mantz

Meer weten?

• Lees ook mijn artikel met de uitleg over de aardbeving in Haiti (januari 2010).
• Bestudeer het (wetenschappelijke) artikel van dr. Bernd Anderweg over de zeebeving Japan.
• Zie ook aardbevingen-tsunami.startpagina.nl.
• Bezoek een van onderstaande bronnen die ik heb gebruikt.

_________________
Bronnen
Artikel op de pagina van Faculteit der Aardwetenschappen en levenswetenschappen, Vrije Universiteit Amsterdam, dr. Bernd Andeweg
Samenvatting op de website van United States Geological Survey
Een post op Larry Ferlazzo’s website voor het onderwijs
Thema dossier van NOS.nl
Begrippenlijst van digischool, vak aardrijkskunde

 

Tags: aardbeving, aardrijkskunde, Hokkaido, Honshu, japan, Kyushu, platen, sendai, tsunami, vloedgolf, zeebeving