Aardbeving gaat de mist in

Seismologen gaan er doorgaans van uit dat de trillingen van een aardbeving globaal één pad volgen. Nieuw onderzoek wijst eerder op een volstrekt chaotische dronkenmanswandeling....

EEN aardwetenschapper is hij niet, fysicus dr. Bart van Tiggelen van de Université Joseph Fourier in Grenoble, maar gegrepen door aardbevingen is hij inmiddels zeker.

Vier jaar geleden stond seismoloog Michel Campillo aan het bureau van deze jonge Nederlandse theoreticus, die vooral thuis was in licht en geluid in dichte media. 'Of ik de vergelijking die hij bij zich had, kon oplossen. Dat kon ik wel. Waarna ik hem vroeg waar het eigenlijk over ging.'

Deze week publiceerden Van Tiggelen en Campillo met groepen uit Mexico en Amerika een artikel in het vooraanstaande vakblad Physical Review Letters dat de seismologie op zijn kop kan gaan zetten. Aardbevingen, zo wordt daar aangetoond, gedragen zich net zoals licht in dichte mist: onderweg botst een trilling op talloze onregelmatigheden waardoor die trilling voortdurend van richting verandert. Een aanzienlijk deel van de trillingen, aldus Van Tiggelen en Campillo, maakt in de aardkorst een zwalkende dronkenmanswandeling.

Om precies te zijn: een deel van de energie komt wel via trillingen rechtstreeks naar het oppervlak, maar is er een grotere, tweede portie die pas daarna aankomt, langs een kriskras-pad. Zulke naijlende golven - vaklieden spreken van de coda - doven uit in een tijd die van plek tot plek op aarde verschilt. De meeste aardwetenschappers gaan er gewoonlijk van uit dat de coda bestaat uit benedenwaardse trillingen die botsen op de overgang tussen aardkorst en aardmantel - op dertig kilometer diepte - en terugkaatsten naar het oppervlak.

Dat beeld is aan duigen. Maar volgens Van Tiggelen zullen de seismologen per saldo winst behalen als ze op zijn inzichten overstappen. 'Als we inderdaad mogen uitgaan van veelvuldige kriskras-verstrooiing van trillingen in de aardkorst zelf, dan kan de kennis die we van dat proces al hebben opgedaan in de optica en de akoestica, meteen worden gebruikt in de aardwetenschappen, bijvoorbeeld bij het lokaliseren van het centrum van een aardbeving.'

Hijzelf gebruikt de bijbehorende analysetechnieken bijvoorbeeld al met succes voor tumordetectie in borsten die met gewoon licht worden doorstraald. Akoestici lokaliseren met vergelijkbare methodes duikboten in woelige zee.

Doorslaggevend voor de conclusies in Physical Review Letters is een experiment dat de internationale en interdisciplinaire samenwerking anderhalf jaar geleden deed in Mexico. Daar werd, in een gebied waar vrijwel wekelijks aardbevingen tussen 4 en 5 op de schaal van Richter optreden, een jaar lang een speciaal array van vier seismometers geplaatst. Die trillingsmeters, met een onderlinge afstand van twintig meter, waren zo ingesteld dat ze golven kunnen onderscheiden die trillen dwars óp en ín de richting van hun voortplanting.

Van Tiggelen: 'Dat zijn twee soorten golven, die elk hun eigen snelheid hebben. Voor een dronkenmanswandeling kun je precies uitrekenen hoeveel energie de één en hoeveel energie de ander aan het oppervlak brengt. Die voorspelde verhouding konden we in de metingen heel precies aanwijzen. Er is maar één conclusie: dronken golven.'

De van origine Luxemburgse seismoloog dr. Jeannot Trampert van de Universteit Utrecht noemt het nieuwe werk voorlopig vooral van theoretisch belang. 'Ik had het artikel even gemist, maar het is zonder meer interessant. Het debat over het aantal verstrooiingen, veel of weinig, is hiermee beslist. Dat is een mooi resultaat.'

Maar dat de bevindingen ook in de seismologische praktijk een wezenlijke rol gaan spelen, zoals Van Tiggelen voorziet, moet hij nog zien. 'Van Tiggelen wijst op de kennis die de akoestica zou kunnen aandragen. Ik heb geen idee of we daar echt iets mee kunnen, al was het maar omdat geluid een drukverschijnsel is en aardbevingen zowel druk als trillingen.'

Wat, haast hij zich, vooral aardige stof voor nadere studie is. Als namelijk Michel Campillo zoiets schrijft, moet je dat heel serieus nemen. 'Ik ken hem uit mijn Franse tijd. Michel is een crack, daar luister je naar.'

Meer over