Naschokken bij aardbevingen

[Wij]

Hallo,

Bij Aardrijkskunde heb ik altijd gehoord dat naschokken altijd nog extra doorschieten van een aardplaat was.

Maar in mijn optiek kan dat niet. Als een schok genoeg kracht heeft om na te schokken zou hij dat volgens mij in een keer moeten doen, of relatief snel. Niet soms nog een paar uur later.

Kan iemand me vertellen waarom het niet zo werkt?

Alvast bedankt

[Jan van de Velde]

Hier is niet zomaar een eenduidig antwoord op, dus verplaatst naar het vakforum

[bsfa]

Ik heb er nul komma nul verstand van, maar kan wel wat suggereren. Materialen kunnen zich soms vreemd gedragen. Je hebt misschien wel een filmpjes gezien waarbij mensen op een maizena/custard suspensie lopen. Zolang ze dat maar met harde stappen doen, gaat 't goed. Houden ze echter op met hard stappen, dan zakken ze in de suspensie. Dat is dus een heel rare vloeistof. Silly putty ken je misschien ook. Als je een bal van silly putty laat vallen, gedraagt 't materiaal zich als een hard spul en stuitert de bal flink omhoog. Maar je kunt het best rustig kneden.

Het zou dus best zo kunnen zijn, dat er als gevolg van plastische vervorming (het kneden van de silly putty) van een blokkade op een gegeven moment weer ruimte komt voor een volgende verplaatsing (= aardbeving). Of dat mechanisme klopt hangt dus af van de rheologie van gesteente.

Bert

[jkien]

Voor zover ik het begrijp: twee tectonische platen langs een breuklijn zijn niet-plastisch en broos, en ze kunnen scheuren op een breekbaar spanningspunt langs de breuklijn. Dat is de primaire schok. Ze liggen op de mantel, die viscoelastisch is zoals silly putty, dus tijdens de schok elastisch, en in de uren daarna plastisch. Zie 1 en 2. Tijdens de plastische fase ontwikkelt zich een nieuw breekbaar spanningspunt tussen de platen. Dat kan uren later tot naschokken leiden.

[Wij]

Aha, bedankt Bert en Jkien

Het is me duidelijk geworden.

Alleen is dan ook het elastisch worden van de asthenosfeer een enigszins traag proces? :eusa_whistle:

Aardbevingen duren namelijk volgens mij een langere tijd voort, een paar minuten meestal.

[Kalkoen]

Om te begrijpen waarom naschokken voorkomen, moet je eerst weten hoe een aardbeving in zijn werk gaat.

Laten we het meest intuïtieve geval nemen waarbij twee platen naar elkaar toeschuiven, waarbij één blok bijgevolg over het andere blok moet schuiven. De reverse breuk:



Hierbij kan je begrijpen dat er een immense spanning wordt aangelegd op de breuk om beide platen naar elkaar te doen toeschuiven. Nu, mocht die breuk perfect glad zijn, zou er geen aardbeving plaatsvinden, maar zouden die platen gewoon geleidelijk aan over elkaar gaan schuiven. Het probleem is echter dat die breuken helemaal niet perfect glad zijn, maar dat de wanden vol met uitsteeksels, rotsen, gleuven, ... zitten. Vergelijk het met twee vellen schuurpapier die je tegen elkaar zou drukken. Als je de spanning geleidelijk laat toenemen, gebeurt er niets, tot op een moment van faling waarbij de weerstand wordt overwonnen. Plots zullen de vellen schuurpapier zeer snel over elkaar schieten, tot de spanning weg is of tot de spanning lager is dan de weerstand. Dit is verantwoordelijk voor de herhaling van aardbevingen om de X decania.

Om nu te verklaren waarom er vaak naschokken, maar evengoed ook soms kleinere voorschokken voorkomen, moeten we ons perfect schuurpapier wat minder perfect maken. De ene laag is een zandlaag, de andere laag een kleilaag en dan wat granieten of ander harde rotsen. Bij de eerste hoofdschok wordt een fase van langere stabiliteit doorbroken. Dit vereist doorgaans het meest energie. Onmiddellijk daarna verschuift de breuk tot er voldoende energie verloren is gegaan. De vlakken die nu tegenover elkaar zitten in de breuk, hoeven niet zo stabiel te zijn, of hier of daar bestaat er nog een kleine weerstand-aard waarbij een kleine verhoging van de spanning (zoals ik al zei, de platen worden geleidelijk aan steeds onder meer spanning gezet) ook die kleinere weerstand gaat overwinnen. Bijgevolg zal de plaat naar een langduriger evenwicht zoeken, tot er eens een weerstand gevonden is die weer voor een langere tijd een spanning zal kunnen weerstaan.

Kort gesteld kan men zeggen dat naschokken het innestelen van de plaats is in een stabiele positie bij lagere energien, nadat de plaat zich eerder al in grote lijnen op zijn nieuwe positie heeft gesteld bij grotere energien.

Let er ook op: de aardbevingen die wij als het "ergst" aanvoelen, zijn meestal een gevolg van vrij ondiepe epicentra tot 10 à 20 km. Tot deze diepte is er niet zo enorm veel verschil tussen de gesteenten zoals wij ze kennen, behalve dat ze iets warmer zullen zijn. Reken op ca. 20 graden per km dat je dieper gaat. Van magma, visco-elasticiteit en dergelijke is er doorgaans geen sprake en de meeste aardbevingen zijn dus een zuiver falen van "broos" materiaal.

[Wij]

Ah, geweldig, Kalkoen, natuurlijk zijn veel aardbevingen die we voelen niet zo diep dat ze iets met de asthenosfeer te maken hebben.

Bedankt.

Maar als platen na aardbevingen een soort evenwicht zoeken, en er wordt steeds in de loop der tijd een beetje spanning van de plaat ontladen, hoe zit het dan als aardbevingen zichzelf om een bepaalde periode herhalen?

Dat zou betekenen dat er dus tussendoor geen (of nauwelijks) spanningsontlading is, maar constant eenzelfde periode spanning opgebouwd wordt, terwijl de weerstand ook even groot blijft.

[Kalkoen]

Maar als platen na aardbevingen een soort evenwicht zoeken, en er wordt steeds in de loop der tijd een beetje spanning van de plaat ontladen, hoe zit het dan als aardbevingen zichzelf om een bepaalde periode herhalen?

Een mooi voorbeeldje om misschien wat meer duidelijk te maken is de noord anatolische breuk:

Onderstaande tekening toont enkele kaartjes van de noord anatolische breuk in turkije verspreid in de tijd. Wat we hier zien is dat in 1939 in het oosten van de breuk de eerste aardbevingen plaatsvonden, en bijgevolg de spanning op die lokatie van de breuk weg is voor een tijd (paars = weinig spanning). Dan is een volgend punt op de breuk iets westelijker het punt met de hoogste spanning (rood ingekleurd). En inderdaad, in 1942 komt er een aardbeving. De kracht is dan ook hier van de breuk, en dan zal iets westelijker weer meer kracht worden opgebouwd. En in 1943 en 1944 zijn er weer aardbevingen. Telkens de volgende ten weste van de andere. En dat gaat zo door tot de hele breuk zich heeft kunnen ontspannen. De volgende aardbeving die te verwachten valt, is bijgevolg nabij Istanbul. Als de hele breuk weer ontspannen is, zal weer X jaar spanning worden opgebouwd, en ritst het aardbevingensysteem weer volledig van oost naar west.



De noord anatologische breuk is nu een tranversale breuk, waarbij platen zich langs elkaar verschuiven en niet over elkaar. Eenzelfde systeem kan je bedenken voor normale breuken (bij rek) en reverse breuken (bij compressie).