�����̨

Aardwetenschappers en scheikundigen van de �����̨ hebben een nieuw stukje van het mechanisme achter aardbevingen blootgelegd. Deze kennis is belangrijk om aardbevingen beter te kunnen begrijpen. Hun resultaten verschenen op 12 december in Science.

Een aardbeving ontstaat wanneer twee delen van de aardkorst schokkend, in plaats van stabiel, langs elkaar bewegen. Ondanks de grote impact die aarbevingen hebben op de maatschappij, is er nog weinig bekend over wat de oorzaak is van de overgang van een stabiele naar een schokkende beweging. Dit is van belang voor het verbeteren van modellen omtrent de kracht, tijdstip en locatie van toekomstige aardbevingen.
 

Minuscule korrels

In het High Pressure and Temperature (HPT) Lab van de faculteit Geowetenschappen van de �����̨ voerden aardwetenschappers experimenten uit waarmee aardbevingen kunnen worden nagebootst. In samenwerking met scheikundige Matthijs de Winter van de faculteit Bètawetenschappen onderzochten ze met behulp van elektronenmicroscopie monsters van de gesimuleerde aardbevingen. Ze ontdekten dat het breukvlak bestaat uit minuscule korrels van enkele tienduizendste millimeters. De eigenschappen van deze zogeheten nanodeeltjes bepalen mede of een aardbeving kan ontstaan en welke kracht deze heeft.

Lange vezels

“De kern van een breuk is vaak een dunne slip zone van een millimeter tot een centimeter dik die bestaat uit extreem fijnkorrelig gruis”, vertelt eerste auteur en aardwetenschapper Bart Verberne. “Ons werk laat zien dat de korrels ongeveer een tienduizendste millimeter groot zijn. Ze rollen over elkaar, maar vormen ook een soort kettingen die als lange vezels langs elkaar glijden.”
“We leggen een nieuw stukje van het mechanisme achter aardbevingen bloot”, vervolgt hij. “De wetenschap weet nog niet precies hoe een aardbeving werkt, maar het werk in ons lab draagt daar veel aan bij. We zien veel overeenkomsten tussen de resultaten in ons lab en wat er in de natuur gebeurt.”

Beter begrip

De mechanismen die hun onderzoek in het lab heeft blootgelegd zijn van toepassing op echte aardbevingen, zeggen Verberne en zijn collega’s. “Dat helpt ons niet alleen natuurlijke aardbevingen beter te begrijpen en te modelleren, maar eventueel ook de bevingen die door menselijke activiteit wordt veroorzaakt, zoals bijvoorbeeld in Groningen gebeurt.”

Multi-scale gedrag

Hoogleraar Experimental Rock Deformation en hoofd van het HPT Lab prof.dr. Chris Spiers moedigt samenwerking aan. “In dit onderzoek zien we dat een mechanisme op hele kleine schaal, de minuscule korrels en vezels in de slip zone, effect hebben op een veel grotere schaal. We noemen dat multi-scale gedrag. Dit soort effecten zien we steeds vaker, waardoor we onderliggende mechanismen bloot kunnen leggen.”

“Door de vrij unieke samenwerking tussen Utrechtse aardwetenschappers, scheikundigen en natuurkundigen, ontdekken we steeds meer van dit soort multi-scale mechanismen”, vervolgt Spiers. “Met deze samenwerking kunnen we de kleinste nanostructuren onderzoeken. Zo begrijpen we enerzijds steeds beter hoe processen in onze aarde werken, maar anderzijds ook hoe we bepaalde materialen en katalysatoren kunnen optimaliseren.”

Meer informatie

Tom de Kievith MA, Persvoorlichter faculteit Geowetenschappen, 030 253 5593,T.deKievith@uu.nl
Monica van der Garde, Persvoorlichter faculteit Bètawetenschappen, 06 13 66 14 38,m.vandergarde@uu.nl