Aardbevingen: voorspellingen en waarschuwingen - v456

Aardbevingen: voorspellingen en waarschuwingen - v456

Aardbevingen: voorspellingen en waarschuwingen

Introductie

Waar zouden de burgers wereldwijd het bangst voor moeten zijn: rampen met vliegtuigen, terroristische aanslagen of aardbevingen? De cijfers op een rij.

Vliegtuigen: wereldwijd vallen er per jaar duizend doden door ongelukken met vliegtuigen.
Terrorisme: het aantal dodelijke slachtoffers ten gevolge van een terroristische aanslag verschilt van jaar tot jaar enorm, maar gemiddeld komen we wereldwijd uit op zo’n acht-en-een-half-duizend doden.
Aardbevingen: gemiddeld vallen er elk jaar zestigduizend dodelijke slachtoffers ten gevolge van een aardbeving.

Geen wonder dat wetenschappers in tal van landen zich bezighouden met de vraag: kunnen we aardbevingen voorspellen? Kunnen we mensen op tijd waarschuwen voor een aardbeving opdat er minder slachtoffers vallen?

Wat ga ik leren?

Hoofdvraag

  • Zijn aardbevingen te voorspellen en is de kennis daarover bruikbaar om het aantal slachtoffers en de schade te beperken?

Jullie bekijken diverse (pseudo)wetenschappelijke onderzoekingen en proberen de zin van de onzin te scheiden. Daarbij kijken jullie naar het gedrag van dieren vlak voor een aardbeving, geven jullie tips voor aardbevingsbestendig bouwen en gaan jullie dieper in op verschillende ‘early warning systems’ voor aardbevingen en tsunami’s.

Begrippen

  • Tektonische platen (platentektoniek)
  • Aardbeving
  • Schaal van Richter
  • Early warning system
  • Tsunami
  • Tsunami-waarschuwingssysteem

Wat ga ik doen?

Activiteiten

Vooraf

Wat kun je al?

Bestudeer de Kennisbanken en maak de instaptoets.

Aan de slag

Stap 1

We kunnen voorspellen waar aardbevingen zich ongeveer voordoen en hoe zwaar ze zullen zijn, maar het exacte tijdstip waarop de aardbeving zal plaatsvinden is niet met zekerheid te berekenen. Je kijkt een video hierover en beantwoordt een aantal vragen.

Stap 2

In hoeverre het afwijkende gedrag van bepaalde dieren een aardbeving kunnen voorspellen, is discutabel. Je leest erover in deze stap.

Stap 3

Om gebouwen bestand te maken tegen aardbevingen, moeten ze volgens een bouwcode worden gebouwd of aangepast. Je bekijkt een video over een test met een gebouw tijdens een gesimuleerde aardbeving.

Stap 4

P- en S-golven worden nauwkeurig bewaakt door een early warning system, met name in gebieden die aardbevingsgevoelig zijn. In Amerika is zelfs een app, die waarschuwt, de Shake Alert. Bekijk de video hierover en beantwoord een vraag.

Stap 5

De overheid heeft langer de tijd om voor een tsunami te waarschuwen dan voor een aardbeving. Je krijgt uitleg over een tsunami-waarschuwingssysteem en beantwoordt een vraag.

Afronding

Samenvattend

Maak een begrippenlijst. Vergelijk deze met een klasgenoot.

Eindopdracht A

Maak de eindtoets.

Eindopdracht B

Schrijf een getuigenis in een proces tegen aardbevingvoorpellers.

Examenvragen

Oefen de eindexamenvragen.

Terugkijken

Kijk terug op de opdracht.


Tijd
De studiebelasting voor deze opdracht is ongeveer 3 SLU.

Wat kan ik al?

Bestudeer de Kennisbanken.

Maak nu de instaptoets.

Aan de slag

Stap 1: De aardbeving die niet kwam

Op 25 mei 2015 voorspelde de Nederlander Frank Hoogerbeets dat enkele dagen later, op 28 mei 2015, er een zware aardbeving rond de Pacifische plaat zou plaatsvinden. Mogelijk aan de Amerikaanse Westkust, maar het kon evengoed bij Japan of de Filipijnen zijn. Bewoners in dat gebied moesten voorbereid zijn.
Hij verwees onder meer naar een samenstand tussen planeten en een voorspelling van Nostradamus (een Franse ‘ziener’ uit de 16e eeuw, beroemd geworden met zijn boek ‘Les Prophéties’ uit 1555. Of de tekst van Nostradamus echt als een verzameling voorspellingen kan worden gelezen of moet worden gezien als astrologische raadseltjes is al eeuwen voorwerp van discussie).
Miljoenen Amerikanen namen het zekere voor het onzekere en zorgden ervoor dat ze op die dag niet in de buurt waren.



Jullie kunnen het raden. Er gebeurde die dag helemaal niets. Wetenschappers hadden het al aangegeven: het exacte moment waarop een zware aardbeving zal plaatsvinden is niet te voorspellen.

Geofysicus en seismoloog Rob Govers licht het toe: We weten al veel over aardbevingen. We weten in welke gebieden aardbevingen te verwachten zijn. We kunnen redelijk goed voorspellen met welke kracht een aardbeving zal plaatsvinden. Maar de exacte locatie waar en het tijdstip waarop er een aardbeving zal plaatsvinden, kunnen we nog steeds niet voorspellen.

Of kan dat binnenkort misschien toch wel, zoals wiskundige Peter Sloot beweert?
Bekijk de volgende video.



We kijken naar de wetenschappelijke stand van zaken ten aanzien van aardbevingen:

Waar?

We kunnen simpelweg stellen dat aardbevingen vooral voorkomen langs de randen van tektonische platen, daar waar die platen aan elkaar grenzen. Door verschuivingen van deze platen komt er langs de randen van deze platen veel energie vrij in de vorm van trillingen.



Dat betekent niet dat zware aardbevingen ergens anders onmogelijk zijn, maar ze zijn wel zeldzaam. Een zeldzaam voorbeeld is de aardbeving van 1811 in New Madrid in de Amerikaanse staat Missouri met een kracht van 7,5-7,9 op de Schaal van Richter, midden op de tektonische Noord-Amerikaanse Plaat.

De Japanse wetenschappers dachten aan het einde van de 20e eeuw zeker te weten waar de volgende aardbeving zou plaatsvinden. De echt zware aardbevingen vonden altijd plaats in de Tokai-regio in het midden van Japan. Hier vindt gemiddeld elke 150 jaar een beving met een kracht van 8.0 of meer plaats. De laatste keer dat zich een aardbeving voordeed, was in 1854. De volgende aardbeving is dus al ‘overtijd’ en als het dan ergens moest gebeuren dan was het toch wel hier. De Japanse overheid wees in 1975 Tokai aan als risicogebied. Kerncentrales mochten elders wel, maar niet daar worden gebouwd. Er gebeurde 36 jaar lang helemaal niets. De volgende zware aardbeving vond in 2011 plaats, niet in Tokai zoals voorspeld maar honderden kilometers verderop, midden in een gebied met verschillende kerncentrales.

Na de aardbeving in Haïti

Hoe sterk?

Seismologen hebben aanwijzingen hoe zwaar een volgende aardbeving zal zijn in een bepaald aardbevingsgebied, gebaseerd op eerdere aardbevingen in dat gebied en op de tijd die sinds de laatste aardbeving is verstreken.
Dit blijkt vaak te kloppen, maar regelmatig zitten de wetenschappers er ook naast. De aardbeving van 12 januari 2010 bij Port-au-Prince in Haïti werd wel verwacht, maar de Amerikaanse geologische dienst (USGS) had deze aardbeving ingeschat met een laag risico (magnitude 4-5). In werkelijkheid was de aardbeving veel zwaarder (magnitude 7), met zo’n 230.000 doden als gevolg.

Stap 2: Het gedrag van dieren

Honden die massaal beginnen te blaffen vlak voor een aardbeving. Olifanten die uren vóór een tsunami beginnen te trompetteren; haaien die dieper water opzoeken en vleermuizen die ineens wakker worden en wegvliegen. Apen die bananen weigeren en honden die ineens geen zin meer hebben in hun dagelijkse strandwandeling.

Het aantal vermiste honden en katten nam vlak voor de aardbeving in 1989 bij de berg Loma Prieta in Californië flink toe. Padden vertoonden een vreemd gedrag vlak voor de aardbeving in 2009 bij L’Aquila in Italië.

Kunnen dieren een aardbeving voorspellen? Dat vroegen Chinese wetenschappers zich ook af. Begin 1975 ging er een waarschuwing de deur uit naar de bevolking in de buurt van Haicheng in de provincie Liaoning, op basis van abnormaal diergedrag. Er kwam een aardbeving met een sterkte van 7,3 en die waarschuwing redde velen het leven. De Chinese overheid stelde een lijst met 58 dieren op die in de gaten moesten worden gehouden.

Ruim een jaar later ging het echter mis. In 1976 werd Tangshan, in dezelfde provincie, getroffen door een aardbeving met een sterkte van 7,8. Deze aardbeving was niet voorspeld en er ging geen waarschuwing de deur uit vanwege abnormaal diergedrag. De aardbeving doodde 255.000 mensen. Het onderzoek naar de relatie diergedrag en aardbeving ging de ijskast in.

Amerikaanse statistici hebben in 1989 nagezocht of er een relatie is tussen verdwenen huisdieren en aardbevingen bij Loma Prieta, maar dat verband bleek na onderzoek niet te bestaan.

De talloze anekdotes die op het internet blijven opduiken, worden door wetenschappers afgedaan als een psychologisch effect: achteraf koppelen mensen het afwijkende gedrag aan een aardbeving. Als er geen aardbeving zou zijn geweest, was het gedrag niet gemeld of opgevallen. Het is te vergelijken met de schijnbaar opmerkelijke telefoontjes die je krijgt van mensen waar je net nog aan dacht. Al de keren dat je aan iemand denkt en die persoon belt niét, vallen niet op.  

Toch zijn er redenen om aan te nemen dat bepaalde dieren een aardbeving (door veranderingen van de luchtvochtigheid - veroorzaakt door stijgend grondwaterniveau - of een lichte hellingsverandering van de oppervlakte) eerder merken dan mensen. Maar daarbij moeten we denken aan een tijdsverschil van seconden en niet van dagen.

Stap 3: Aardbevingsbestendig bouwen

Slecht metselwerk heeft geen enkele
kans. Traditioneel metselwerk wel,
mits de stenen licht verend in een
frame worden geplaatst.

Bij een aardbeving wordt het ene gebouw compleet weggevaagd, terwijl het andere probleemloos blijft staan. Hoe kan dat? Dat heeft veel te maken met goede bouwconstructies.

In aardbevingsgevoelige gebieden hebben regeringen bouwvoorschriften opgesteld waaraan aannemers moeten voldoen. In Europa heet die seismische bouwcode ‘Eurocode 8’. In de Verenigde Staten moeten aannemers werken met de ‘Uniform Building Code’ en Japan formuleerde de ‘Building Standard Law’.

Veel bouwcodes werken met een dempende slinger voor grotere en hogere gebouwen. De slinger werkt met een zwaar gewicht. Bij een aardschok verplaatst de slinger zich in dezelfde richting als het gebouw. Als het gebouw terugveert, vertraagt de slinger de terugkeer van het gebouw, waardoor de trillingen voor een deel worden tegengegaan.

Een andere simpele bouwcode is de maximale hoogte die gebouwen mogen hebben. In Amerikaanse steden vind je veel wolkenkrabbers, maar er zijn er veel minder in het aardbevingsgevoelige Californië.

Bouwcodes voor gewone huizen werken meestal met verende ankers, vastgemaakt aan het fundament, en met aardbevingsbestendige muren. Goed metselwerk, met kamers binnen een frame van staal die van elkaar gescheiden zijn door platen met een coating van rubber, teflon of andere meegevende materialen, zorgen dat een huis dat getroffen wordt door een aardschok niet in zijn geheel instort.

Bekijk nu onderstaande video, waarin in een test een gebouw van zes verdiepingen een aardbeving doorstaat.

Hoe anders ging het in China. Bij een aardbeving in de provincie Sichuan in 2008 stortten meer dan duizend handgemetselde schoolgebouwen in, omdat het metselwerk slordig en zonder veel kennis van zaken was uitgevoerd. En berucht zijn de schoorstenen wereldwijd; als die niet van metalen ankers zijn voorzien, storten ze vaak als eerste in.

Aardbevingsbestendig bouwen is makkelijker gezegd dan gedaan. Na een zware aardbeving in het zuidoosten van Turkije in 2011 bepaalden nieuwe wetten of een gebouw gesloopt, onteigend of gerenoveerd moet worden. Wat de eigenaar vond was niet meer van belang.
Er waren miljarden euro’s (!) nodig voor de onteigeningsplannen. Door geldgebrek, corruptie en vriendjespolitiek is er van die plannen niet veel terechtgekomen.

Eén ding is zeker: op plaatsen waar de bouwcodes wel werden nageleefd heeft dit de levens van tienduizenden mensen gespaard omdat dankzij de goede constructie van gebouwen deze de beving succesvol weerstonden.
In de praktijk vallen de slachtoffers vooral in arme wijken waar men slecht bouwt door gebrek aan geld en in gebouwen waar men zich niet aan de bouwvoorschriften gehouden heeft (te weinig cement in beton, te weinig betonijzer).

Stap 4: Je hebt nog 20 seconden...

Aan een zware aardbeving gaan altijd een aantal kleinere bevingen vooraf. Mensen kunnen die bevingen vaak niet voelen, maar seismometers - gevoelige bewakingsapparaten - nemen ze wel waar.

Californië is bezaaid met een dicht netwerk van seismometers, er zijn er zo’n duizend. Ze meten het verschil tussen P- en S-golven. Je kunt dat het beste vergelijken met bliksem en donder. Je ziet eerst de bliksem en hoort later de donder.

Bij P-golven wordt de aardkorst in elkaar gedrukt en daarna weer uit elkaar getrokken. Deze golven brengen de bodem in dezelfde richting in beweging als waarin ze zich voortplanten. S-golven brengen de bodem loodrecht op de richting waarin ze zich voortplanten in beweging.



Het early warning system (vroegtijdig waarschuwingssysteem) meet de P-golf (de primaire of geluidsgolf), die zorgt voor een geringe beweging van de bodem. De P-golf (zo’n 6 km/sec) wordt gevolg door een S-golf (secundaire golf), die de bodem veel meer in beweging brengt. De S-golf plant zich met een snelheid van zo’n 3 km/sec voort. Vlak na deze golven beginnen de verwoestende schokken aan het aardoppervlak. Je ziet die golven terug op een seismogram:



Een computer ontvangt de P-golf en stuurt een waarschuwend signaal voordat de schadelijke S-golf er aankomt. Er zijn apps in de handel die mensen via hun smartphone waarschuwen voor de komende aardbeving. Afhankelijk van de afstand tot het epicentrum van de aardbeving hebben de ontvangers van de app enkele seconden tot een minuut de tijd om zich in veiligheid te brengen; ze kunnen bijvoorbeeld onder een tafel duiken om de ergste klappen op te vangen.
Het waarschuwingssysteem geeft je niet veel tijd, maar het kan toch een verschil tussen leven en dood betekenen.



De volgende video laat zien hoe de app 'Shake Alert' werkt:

Stap 5: Waarschuwingssytemen

Tsunami-waarschuwingssytemen

Als het epicentrum van een aardbeving in zee ligt, spreken we van een zeebeving. Een zeebeving kan tot een tsunami, een sterke, onverwachte vloedgolf, leiden. Het kan uren duren voordat een tsunami een kust bereikt.

Waarschuwingssystemen voor aardbevingen geven je maar enkele seconden tot maximaal rond een minuut de tijd om te reageren. Waarschuwingssystemen voor een tsunami geven de overheid veel meer tijd om te reageren.

Hoe werkt een tsunami-waarschuwingssysteem? Op de zeebodem ligt een netwerk met sensoren. Deze sensoren meten de energie van een vloedgolf. Zodra een sensor op de zeebodem een tsunami opmerkt, gaat er een akoestisch signaal naar een boei aan het wateroppervlak. Deze boei geeft de informatie door aan een satelliet. Via de satelliet gaat de informatie vervolgens naar een station aan land, dat de kustbewoners kan waarschuwen.

Met alleen een tsunami-waarschuwingssysteem zijn we er niet: er moet een goed communicatiesysteem zijn. De vissers moeten weten dat zij bij de kust weg moeten blijven. De kustbewoners moeten weten dat ze zo snel mogelijk een hogere plek opzoeken. Je ziet dan ook overal waarschuwingsborden.

Afronding

Samenvattend

Bij 'Wat ga ik leren?' worden de volgende begrippen genoemd.
Geef zelf een omschrijving van deze begrippen.

​Tektonische platen  
Aardbeving  
Schaal van Richter  
Early warning system  
Tsunami  
Tsunami-waarschuwingssysteem  


Bespreek de begrippen met een klasgenoot.

Eindopdracht A: Toets

Eindopdracht B: Getuigenis

In Italië zijn zes wetenschappers tot zes jaar celstraf veroordeeld voor het verkeerd voorspellen van de kans op een aardbeving in L’Aquila in april 2009. Vijfduizend verbijsterde collega’s nemen het voor hen op.


L’Aquila

Opdracht

Jij bent seismoloog en als deskundige opgeroepen voor een rechtszaak in hoger beroep.
Eerder zijn Italiaanse collega’s van je veroordeeld tot zes jaar gevangenisstraf inzake informatieverstrekking over aardbevingen aan de bewoners in het gebied rond L’Aquila.

Wat hadden ze kunnen doen, moeten doen, beter kunnen laten bij de voorspelling van de aardbeving?
Zet jouw beargumenteerde opvatting over de strafzaak tegen de wetenschappers op papier.
Maak er een getuigenis van die je later kunt gebruiken bij het proces. Probeer de rechter te overtuigen van je gelijk met behulp van de huidige stand van kennis over aardbevingen.

Hoe dat in zijn werk gaat, een getuigenis schrijven ter voorbereiding van het proces, lees je hier.

In overleg met je docent bespreken jullie de getuigenissen in de klas.

Examenvragen

Op deze pagina vind je examenvragen van ExamenKracht van vorige jaren. De vragen sluiten zo goed mogelijk aan bij de opdracht die je net hebt afgerond.

Maak bij het beantwoorden ook gebruik van dat wat je al eerder geleerd hebt. Als je de vraag niet kunt beantwoorden, probeer het dan later opnieuw. Nadat je een vraag beantwoord hebt, kun je deze zelf nakijken en je score aangeven.

VWO 2021-TV1

VWO 2021-TV1 Vragen 9-12

VWO 2021-TV2

VWO 2021-TV2 Vraag 12

VWO 2021-TV3

VWO 2021-TV3 Vraag 13

 

Meer oefenen?
Wil je met nog meer examenvragen oefenen?
Als je school deelneemt aan VO-content kun je verder oefenen door in te loggen op ExamenKracht (www.examenkracht.nl).

Terugkijken

Intro

  • Lees de Introductie van de opdracht nog eens door.
    Wordt de vraag: 'Kunnen we aardbevingen voorspellen?', voldoende behandeld in deze opdracht?

Kan ik wat ik moet kunnen?

  • Lees de hoofdvraag en deelvragen nog eens door.
    Kun je uitleggen hoe we tegen aardbevingen gewaarschuwd kunnen worden en hoe voorspelbaar aardbevingen zijn?

Hoe ging het?

  • Inhoud
    In de opdracht onderzoek je de voorspelbaarheid van aardbevingen en tsunami's.
    Was je bekend met de methodes waarop aardbevingen voorspeld worden?
  • Samenvattend
    Was het eenvoudig om de genoemde begrippen te omschrijven?
    Vond je het ook zinvol om de begrippen met een klasgenoot te bespreken?
  • Examenvragen
    Heb je de examenvragen gemaakt? Ging het goed?

Bronnen

  • Het arrangement Aardbevingen: voorspellingen en waarschuwingen - v456 is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    VO-content
    Laatst gewijzigd
    2025-01-20 16:37:03
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Dit thema valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollecties voor Aardrijkskunde voor VWO leerjaar 4, 5 & 6. In het domein "Aarde" wordt het thema ''Aardbevingen: voorspellingen en waarschuwingen" besproken. Aardbevingen vinden plaats rond plaatranden. Afhankelijk van de opgebouwde spanning kunnen ze lichter of zwaarder zijn, zoals in Haïti. Opmerkelijk is dat sommige dieren gedragsveranderingen lijken te vertonen bij naderende aardbevingen. Om de schade te beperken, worden gebouwen vaak versterkt tijdens de bouw, wat de overlevingskans en het aantal slachtoffers vermindert. Bij een aardbeving moet je weten hoe te handelen. Een zeebeving met het epicentrum in zee kan een tsunami veroorzaken, een plotselinge vloedgolf. Tsunami-waarschuwingssystemen meten energie op de zeebodem, sturen signalen via boeien, satellieten en landstations om kustbewoners te waarschuwen en evacuatie naar hoger gelegen gebieden aan te raden.
    Leerniveau
    VWO 6; VWO 4; VWO 5;
    Leerinhoud en doelen
    Systeem aarde; Aardrijkskunde;
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Trefwoorden
    aardbeving, aardrijkskunde, arrangeerbaar, epicentrum, stercollectie, tsunami, vwo456, waarschuwingssystemen, zeebeving

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    Oefeningen en toetsen

    Aardbevingen: Voorspellingen en waarschuwingen

    De aardbeving die niet kwam

    Aardbevingen: voorspellingen en waarschuwingen

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    QTI

    Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat alle informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen punten, etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.

    Versie 2.1 (NL)

    Versie 3.0 bèta

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van