Natuurrampen veroorzaakt door platentektoniek Module 3 - Biosfeer - dhr. Afman Door: Tom Fletcher, Dominique Janssen en Selma Latic Klas: V5A en V5B Datum: Error! No bookmark name given. 1 Inhoudsopgave Titel Paginanummer Titelpagina 1 Inhoudsopgave 2 Voorwoord 3 Inleiding 4 Theoretisch kader 5-9 Probleemstelling en onderzoeksvraag 4 en 9 Hypothese 5 Methode 10 Conclusie 10 - 11 Bronvermelding 11 - 12 2 Voorwoord Voor het vak ANW hebben we 3 modules moeten kiezen, onze eerste module Heelal, tweede Leven en nu zijn we aangekomen bij de laatste en derde module Biosfeer. Onze groep bestaat uit drie leden; Dominique Janssen, Tom Fletcher en Selma Latic. Wij zijn 5 VWO-leerlingen met verschillende profielen. Dominique Janssen en Tom Fletcher hebben het EM-profiel en Selma Latic heeft het NG/NT-profiel. Wij zijn woonachtig in Roermond en Herten. Het leek ons interessant om het onderwerp te koppelen aan iets wat ooit in onze omgeving is gebeurd, namelijk ‘Natuurrampen veroorzaakt door platentektoniek’. Als je aan natuurrampen denkt, komen daar verschillende onderwerpen uit. Tsunami’s, overstromingen, orkanen, tornado’s en aardbevingen. Het lijkt allemaal zo ver weg, maar het is dichterbij dan je denkt. Gezien onze lage ligging hoort Nederland bij de vijftien gevaarlijkste landen ter wereld, maar doordat Nederland goed in staat is zich tegen overstromingen te wapenen, valt de uiteindelijke positie een stuk lager uit. 1 We hebben ons verdiept in het onderwerp ‘Natuurrampen vooroorzaakt door platentektoniek. Dit was niet een totaal nieuw onderwerp voor ons, want in de eerste tot en met de derde klas hebben we door het vak Aardrijkskunde hierover iets geleerd. Alleen wilden we het meer weten over platentektoniek in relatie met onze omgeving. Er is namelijk niets meer interessant dan iets wat zich in jouw omgeving afspeelt. 3 Inleiding Tweehonderd miljoen jaar geleden was het mogelijk om over land van Australië naar Noord-Amerika te lopen. De veranderingen in de locaties en de kenmerken van de continenten zijn het resultaat van geologische processen zoals continentale drift en platentektoniek. De continenten, die ingebed liggen in de grotere platen oceanische korst, hebben zich verplaatst over het aardoppervlak en doen dat nog steeds. In de begin van de jaren 60 startte met het verschijnen van de theorie over platentektoniek een ware revolutie in de geologie. Sinds die tijd hebben wetenschappers deze theorie bevestigd en aangepast en hebben zij nu een veel beter begrip van hoe onze aarde is gevormd door platentektonische processen. Het is nu bekend dat, direct en indirect, platentektoniek bijna alle geologische processen beïnvloedt en beïnvloedt heeft. Het idee dat het aardoppervlak continu verschuift het de manier waarop we naar de wereld kijken grondig veranderd. Maar wat zijn nou precies de gevolgen van platentektoniek? Tsunami’s, overstromingen, orkanen, tornado’s en aardbevingen. Dit zijn een paar voorbeelden. Omdat we natuurlijk niet op alle gevolgen van platentektoniek kunnen ingaan, hebben we ervoor gekozen om de focus op aardbevingen te leggen. We gaan in dit verslag het verband tussen natuurrampen veroorzaakt door platentektoniek en uiteindelijk onze omgeving, in het bijzonder aardbevingen, stap voor stap uitwerken. We doen dit door verschillende artikelen te lezen, beoordelen en daar onze conclusies uit te trekken. Onze onderzoeksvraag luidt: Wat is de precieze oorzaak van de aardbeving in Roermond? Na deze onderzoeksvraag volgden de deelvragen; Is er een kans op weer een grote aardbeving? Wat zijn gevolgen van aardbevingen in ons gebied? Afbeelding 3: Platentektoniek 4 Hypothese Als we de oorzaak van een aardeving willen achterhalen, zal er naar verschillende factoren gekeken moeten worden. De aarde bestaat uit meedere lagen. De buitenste laag is de aardkorst. Deze korst is onder land tussen 30 en 60 kilometer dik en onder de oceaan soms maar 5 kilometer dik. Een aardbeving ontstaat bij een trilling in deze aardkorst. Meestal wordt een aardbeving veroorzaakt door het schuiven van de platen waaruit de aardkorst bestaat. Deze platen zijn voortdurend in beweging en dit kan trillingen veroorzaken. De meeste activiteit van deze platen veroorzaakt geen merkbaar effect in het dagelijks leven, maar zo nu en dan komt er plotseling veel energie vrij binnen korte tijd en trilt een gebied eromheen mee en spreken we van een aardbeving. Dit gebeurt het vaakt op plekken waar de platen aan elkaar grenzen, de breuklijnen.2 Roermond ligt bij het grensgebied van Duitsland en Belgïe, waar een breuklijn ligt. Dit was volgens de oorzaak van de aardbeving. Andere oorzaken die minder vaak voorkomen zijn het inslaan van een meteoriet in de aarde, het instorten van ondergrondse grotten of een vulkaanuitbarsting. Afbeelding 4: Schuivende aardplaten Theoretisch kader De aarde bestaat uit verschillende lagen. Binnenin de aarde is de kern, met daaromheen de buitenkern, de mantel en de aardkorst. De aardkorst en de buitenste lagen van de mantel bestaan uit enorm grote platen. Deze tektonische platen bewegen langs elkaar. Als platen tegen elkaar aan botsen of langs elkaar schuiven, ontstaat er spanning. Wanneer al deze spanning in één keer vrijkomt, ontstaan er trillingen. Als deze trillingen het aardoppervlak bereiken ontstaat er een aardbeving. De kracht van een aardbeving wordt weergegeven door middel van de schaal van Richter. Deze loopt van 1 tot 9, waarbij 1 staat voor een zeer lichte beving die geen schade tot gevolg heeft en 9 voor een zeer zware beving waarbij vrijwel niets overeind blijft staan. Veel zware aardbevingen vinden plaats op plekken waar tektonische platen botsen of langs elkaar schuiven. Dit is in landen rondom de Grote Oceaan, zoals Japan, China en Australië. Ook in het Middellandse Zeegebied, de Himalaya en bij Indonesië vinden regelmatig aardbevingen plaats. Op andere plaatsen, zoals in Nederland, vinden ook aardbevingen plaats maar deze zijn vaak licht. De zwaarste beving die in Nederland gemeten is was op 13 april 1992 bij Roermond. Deze had een 5 kracht van 5,8 op de schaal van Richter. De trillingen die vrijkomen bij een aardbeving planten zich voort in alle richtingen. Seismometers kunnen ze aan het oppervlak registreren. Seismogrammen kunnen de herkomst van de golven, de seismische bron of aardbevingshaard aan het licht brengen. Het hypocentrum is de locatie van de haard en het epicentrum is de plaats aan het aardoppervlak recht daarboven. De sterkte van een aardbeving wordt uitgedrukt in magnitude en intensiteit. De magnitude drukken we uit met een getal op de Schaal van Richter. Dit is een maat voor energie die vrijkomt bij een beving. De getallen lopen van 1 tot boven de 6 voor de zwaarste aardbevingen. Voor de intensiteit is de twaalfdelige Schaal van Mercalli in Romeinse cijfers, waarvan I het minst zwaar en XIII het zwaarst. Dit beschrijft hoe een shock wordt ervaren. Als tonnen grond plotseling langs een helling naar beneden schuiven is er sprake van een aardverschuiving. Dit kan gebeuren door middel van een lawine. Ook kan een aardverschuiving onderzees voorkomen. Een aardverschuiving is iets anders dan een aardbeving, alhoewel een aardbeving wel een aardverschuiving kan veroorzaken. Een aardverschuiving kan drie oorzaken hebben namelijk een aardbeving, een vulkaanuitbarsting of een hevige regenval. Aardverschuivingen zijn vaak niet voorspelbaar en kunnen grote schade aanrichten. Een gevolg van een aardverschuiving kan bijvoorbeeld een tsunami zijn. Een mogelijke onderzeese aardverschuiving kan in de toekomst enorme gevolgen hebben, omdat dit schade kan aanrichten aan de olieplatforms. Ook in Nederland vinden aardverschuivingen plaats. Tsunami is een Japans woord en staat voor een vloedgolf die op gang komt na een aardbeving (diep) in de zee. Er bestaan drie manieren hoe een tsunami kan ontstaan: Door een meteoriet, vulkaanuitbarsting en door een aardbeving. Een aardbeving is meestal de oorzaak van een tsunami. Er zijn gebieden op aarde waar aardbevingen vaak voorkomen, een ringvormig gebied in de Grote Oceaan waar ook veel actieve en gevaarlijke vulkanen voorkomen. Deze aardbevingen in de Ring van Vuur worden veroorzaakt door platentektoniek. Platen van de bovenste aardlaag van de aardkorst die onafhankelijk van elkaar schuiven. Deze platen doen de geografische ligging van continenten, oceanen en bergen opschuiven.Het ringvormige gebied waar heel veel aardbevingen voorkomen, Ring van Vuur, is een gebied waar platen op elkaar botsen. Op de grens van de Pacifische plaat met de Noord-Amerikaanse en de Filipijnse plaat ligt de Ring van Vuur. De botsing van platen veroorzaakt aardbevingen en seismische activiteiten. Convergerende platen verschuiven in een traag tempo, een paar centimeter per jaar. Platentektoniek is de beweging van de platen. Platen die naar elkaar toe bewegen en tegen elkaar botsen, zijn convergerende platen. De Pacifische platen schuiven, ieder jaar met enkele centimeters, de ene plaat onder de andere. De spanning tussen deze twee platen is enorm. De botsing, of de ontlading van de spanning, tussen de platen geeft een schok: aardbeving. Een spanningsontlading dat een aardbeving veroorzaakt van minimaal een 7,5 op de Schaal van Richter veroorzaakt een tsunami. 6 De theorie van de platentektoniek bouwt voort op eerder beschreven concepten van continenten drift. Door de verschuiving van tektonische platen ontstaan er drie verschillende typen plaatgrenzen, namelijk divergentie, convergentie en transformbreuk. Vulkanische activiteiten, aardbevingen en het ontstaan van bergen en oceaantroggen vinden allemaal plaats langs grenzen van tektonische platen. Tektonische platen kunnen bewegen omdat de lithosfreer van de aarde sterker is en een lagere dichtheid heeft dan de onderliggende athenosfeer. Dit zorgt ervoor dat de tektonische platen als het ware drijven op het vloeibare binnenste van de aarde. De suggestie dat continenten kunnen verschuiven werd echter pas geaccepteerd nadat was aangetoond dat de tektonische platen aangroeien langs spreidingsruggen. 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. 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) De Pacifische plaat beweegt naar het westen in de richting van Japan en duikt daar onder de Noord Amerikaanse plaat, 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. De aardbeving in Japan vond plaats ruim 100 km uit de oostkust ter hoogte van Sendai en op een diepte van zo’n 24 kilometer onder het oceaanoppervlak. Omdat de locatie van de beving onder de oceaan ligt is de juiste naam eigenlijk ‘zeebeving‘. 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. De zeebeving veroorzaakt een tsunami in een cirkel. 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. 7 Door spanning in de aardkorst ontstaan breuken en komen aardbevingen voor aardbevingen in Zuid-Nederland tonen aan dat de spanning daar blijkbaar hoog genoeg is om breuken te bewegen. Omdat Nederland niet bij de rand van een tektonische plaat ligt, zijn de bevingen gelukkig niet verwoestend, maar de beving van 13 april 1992 die in Roermond en omgeving aanzienlijke schade veroorzaakte had toch een behoorlijke kracht (5.4 op de schaal van Richter). Pas sinds ongeveer 100 jaar meet het KNMI de bevingen die in en rond Nederland plaatsvinden en weten we dus meer over wanneer, hoe vaak en met welke kracht aardbevingen voorkomen. Kleine bevingen die we niet eens merken, kunnen wel door seismograven worden gemeten. In Nederland komen meerdere van dit soort bevingen voor (1-2 op de schaal van Richter). Zwaardere bevingen zijn (gelukkig) zeldzamer in Nederland. De activiteit van breuken heeft veel invloed op het landschap. Actieve breuken kunnen hellingen vormen tussen opgeheven en gedaalde gebieden. Bovendien bepalen verticale bewegingen (opheffing of daling) sterk de loop van rivieren. Het gebied ten noorden van Limburg is vrijwel vlak, zeker als je het vergelijkt met het gebied ten zuiden (het bekende Limburgse Heuvellandschap). De breuken hebben er door hun beweging voor gezorgd dat het noordelijk deel gedaald is ten opzichte van het zuiden. In de omgeving zijn verschillende hellingen waar te nemen die door breukbeweging zijn veroorzaakt. Het landschap in Zuid Limburg is dus 'gemaakt' door de actieve breuken in het gebied. Het opgeheven deel is door rivieren ingesneden en vormt nu het Limburgse heuvellandschap. Als je op een hoger gelegen deel bent in Zuid-Limburg kun je heel goed zien dat het gebied als een soort plateau is omhoog gekomen: de 'toppen' van de heuvels zijn erg vlak en liggen ongeveer overal even hoog. In het grensgebied van Duitsland, België en Nederland liggen een aantal breuken in de korst van de aarde. Op andere plekken in Europa ontstaat juist compressie en ontstaan er bergen. Uit registraties met seismometers en historische beschrijvingen waren al redelijk zware aardbevingen in dit grensgebied bekend. om verder terug te kunnen kijken in de tijd is zoals verteld al veel onderzoek gedaan door geologen. Op twee locaties vonden onderzoekers aanwijzingen voor zeer forse bevingen, namelijk bij Bree in België en Jülich in Duitsland. Ook in Nederland komen regelmatig forse aardbevingen voor. Toch is de kans dat je er eentje mee gaat maken niet erg groot, omdat geologisch gesproken als er elk jaar een beving zou zijn daar aan de lopende band grote aardbevingen plaatsvinden. Niemand weet alleen wanneer er nou echt een grote aardbeving gaat komen. Ook al bestaan er allerlei theorieën, de realiteit kan zich er niet aan houden. Toch zijn er geen bouwcodes opgesteld tegen de bevingen. Er zijn wel Europese richtlijnen, maar die gaan uit van aardbevingen die voorkomen met een frequentie van eens in de 475 jaar. Niks om ons voorlopig zorgen over te maken dus. Maar áls er wel iets gebeurt, dan kunnen de gevolgen aanzienlijk zijn. De Feldbiss breuk is een van de belangrijkste Nederlandse breuken. Hij maakt deel uit van het breuksysteem van de Roerdalslenk, waarin ook nu nog regelmatig verticale verplaatsingen optreden. 8 Om een beter inzicht te krijgen in de recente activiteit van de Feldbiss ten westen van Sittard is een uitgebreid geomorfologisch onderzoek uitgevoerd, dat is aangevuld met boorgegevens en geo-elektrische metingen. Er was al bekend dat de Feldbiss als geheel gedurende het Midden- en Laat-Pleistoceen een gemiddelde verplaatsing vertoonde van 41-47 mm per duizend jaar; voor de individuele breuken was dat 10-35 mm. Om na te gaan hoe een en ander op regionale schaal plaatsvindt, werden twee sleuven gegraven, een door de Geleen-breuk, en een door de hoofdbreuk. De onderzoekers concluderen aan de hand van de sleuf door de Geleenbreuk dat de verplaatsingen langs die breuk het gevolg zijn van creep langs de breuk. De resultaten uit de sleuf door de Feldbiss waren veel interessanter. In deze sleuf werden geen structuren aangetroffen die wijzen op aardbevingen met daaruit voortkomende vervloeiingen van het sediment. De verplaatsingen die langs de breuk ter plaatse optraden, waren kennelijk vooral geleidelijk van aard. Een vergelijking met gegevens uit omringende gebieden suggereert dat plaats en tijdstip van deze gebeurtenis verband houden met het terugtrekken van de landijskap die zich vanuit het noorden tot ongeveer Nijmegen uitstrekte. De door het terugtrekken van het ijs verminderde druk zou een spanningsveld hebben veroorzaakt dat, gesuperponeerd op het grotere spanningsveld dat de Beneden-Rijndalslenk in zijn totaliteit kende, tot de plotseling sterke breukvorming leidde gedurende de beginfase van de terugtrekking van het ijs. De zware aardbeving op 13 april had een sterkte van 5,8 op de Schaal van Richter en werd gevoeld tot in Tsjechië, Zwitserland, Frankrijk en Engeland. Deze aardbeving was de zwaarste ooit. In Maaseik en Heinsberg is een schade aangericht tot ruim VII op de 12-delige Mercalli-schaal. Toch was de schade niet gigantisch, omdat de aardbeving ongeveer 17 kilometer diep was. De totale schade wordt geschat op 275 miljoen gulden waarvan 170 miljoen in Nederland. De aardbeving vond plaats langs de Peelrandbreuk. De afstand tussen het epicentrum en de Peelrandbreuk aan het aardoppervlak wordt verklaard door het schuine vlak van de breuk. Onze probleemstelling luidt: De gebieden in ons land die zich in de buurt van breuklijnen en/of gaswinning bevinden moeten beter voorbereid zijn op een aardbeving en zijn gevolgen. 9 Methode Om antwoorden te krijgen op onze onderzoeksvraag en deelvragen hebben we de methode van dataverzameling gebruikt. Dit hebben wij gedaan door middel van tekstanalyse van de artikelen. Allereerst zullen er artikelen moeten worden opgezocht over hoe aardbevingen ontstaan, daarna moet worden verdiept in het thema platentektoniek. Niet alleen internetartikelen, want deze zijn niet altijd betrouwbaar, maar ook andere bronnen zoals aardrijkskunde boeken zouden gebruikt kunnen worden. Als we onze onderzoeksvraag gaan verkleinen, moeten we artikelen vinden over aardbevingen in Limburg. Ook kan information over eerdere aardbevingen in de gebieden rond Roermond worden opgezocht. Wellicht zien we dan dat dit vast niet de eerste keer is geweest. Maar er moet ook naar de toekomst gekeken worden. Hiervoor zouden er contacten met seismologen en geologen gelegd moeten worden. Er zullen veel informatiebronnen gebruikt moeten worden, willen wij een zo precies mogelijk antwoord op onze onderzoeksvraag verkrijgen. Conclusie Onze conlcusie is niet gebaseerd op de resultaten, omdat dit onderzoek nooit is uitgevoerd. Wel hebben we een verdere research gedaan op het internet en in de geschiendenis van de stad Roermond. Hieruit hebben we de oorzaak kunnen leiden; Roermond ligt op een breuklijn, de zogenaamde Roerdalslenk, een onderdeel van een heel complex van breuken die door Duitsland, België en Nederland loopt. Een slenk is een gebied langs een breuklijn dat daalt. Bij iedere beving daalt het meer. Daar waar dat gebeurt vormen die slenken een natuurkijke bedding voor grote rivieren. Onze Roer volgt zo’n breuklijn vandaar de naam Roerdalslenk. Afbeelding 5: Slenk-beweging 10 De Roer volgt een breuk in de aardkorst: oorzaak aardbevingen. Het gebied tussen de Peelrandbreuk en de Feldbissbreuk is een slenk (een dalend gebied, dat nog steeds ‘zakt’ met een snelheid van ongeveer 2-4 mm per jaar. 3 De aardbeving van 13 april 1992 was geklasseerd als een middelgrote aardbeving en was één van de grootste aardbevingen in Centraal- en Noordwest-Europa in de geschiedenis! Bronvermelding Bronnen afbeeldingen Afbeelding 1: https://www.google.nl/search?q=aardbevingen&safe=active&espv=2&biw=1600&bih=799&sourc e=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=vd9YVIusN4_faKqZgfAP&ved=0CAYQ_AUoAQ#safe=active&tbm=isch &q=aardbeving&facrc=_&imgdii=qOX8vIKY_m0prM%3A%3BiMCMSPBAq-1eJM%3BqOX8vIKY_m0 prM%3A&imgrc=qOX8vIKY_m0prM%253A%3BDbJ5Ipv7CjnkUM%3Bhttp%253A%252F%252Ftwitt ermania.nl%252Fwp-content%252Fuploads%252F2010%252F01%252FHaiti-aardbeving.jpg%3Bhtt p%253A%252F%252Ftwittermania.nl%252F2010%252F01%252Ftwitter-al-miljoenen-ingezameldvoor-hati%252Fhaiti-aardbeving%252F%3B988%3B660 Afbeelding 2: https://www.google.nl/search?q=aardbevingen&safe=active&espv=2&biw=1600&bih=799&sourc e=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=vd9YVIusN4_faKqZgfAP&ved=0CAYQ_AUoAQ#safe=active&tbm=isch &q=tsunami&facrc=_&imgdii=_&imgrc=hkDWJH380FH8yM%253A%3B2tMu4AQnef-I6M%3Bhttp %253A%252F%252Fwww.go-green.ae%252Fuploads%252Ftsunami.jpg%3Bhttp%253A%252F%25 2Fwww.go-green.ae%252Fgreen-column.php%253Faid%253D117%3B424%3B283 Afbeelding 3: https://www.google.nl/search?q=landkaart+platentektoniek&safe=active&espv=2&biw=814&bih =619&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=4vVYVIDUHIvxari-gLgJ&ved=0CAYQ_AUoAQ#facrc=_&im gdii=_&imgrc=1CcaC5eAkmLKzM%253A%3Bn7nQ6MoQRwjDSM%3Bhttp%253A%252F%252Fman tzmedia.nl%252Fwp-content%252Fuploads%252F2010%252F01%252Ftektoniek_52edruk12.jpg% 3Bhttp%253A%252F%252Fwww.mantzmedia.nl%252Ftektonische-mysterie-help-mee-oplossen% 252F%3B1600%3B818 3 11 Afbeelding 4: http://www.aardbeving.net/sites/wat-is-een-aardbeving.html Afbeelding 5: http://www.historieroermond.nl/aardbeving/aardbeving.htm Bronnen theoretisch kader - Alle 15 PGO-artikelen, zie bronvermelding www.brainanw.wordpress.com Bronnen verslag Bron1: http://www.nu.nl/binnenland/2605387/nederland-heeft-grootste-kans-natuurramp-in-europa-.ht ml Bron2: http://www.aardbeving.net/sites/wat-is-een-aardbeving.html Bron3: http://www.historieroermond.nl/aardbeving/aardbeving.htm 3 12 3 13