Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Wetenschappers zijn in staat om met onderwatermicrofoons en een computermodel razendsnel te waarschuwen voor tsunami’s.
Op 11 maart 2011 veroorzaakte een zeer zware aardbeving nabij de kust van Japan (Tohoku) een verwoestende tsunami. Vijf jaar eerder werd Zuidoost-Azië met Kerst al eens getroffen door zo’n massieve muur van water. Beide rampen eisten vele slachtoffers. Tijdig waarschuwen is dus absoluut een must. Maar de systemen die er zijn, voldoen niet. Onderzoekers van de University of California en Cardif University hebben een veel betere voorspellingsmethode bedacht. Ze schrijven erover in Physics of Fluids.
Lees ook:
- Heeft de tsunami van Japan het klimaat beïnvloed?
- Dit zijn de vijf zwaarste aardbevingen ooit gemeten
- Filmpje: zwembadgolfje wordt tsunami
Het slipgeluid
Een tsunami ontstaat als door een aardbeving van de zeebodem een grote hoeveelheid water wordt verplaatst. De huidige tsunamiwaarschuwingssystemen (zoals het TWSP en het DART-systeem) werken met waterdrukmeters in de diepte die communiceren met boeien aan het oppervlak. Maar op het moment dat zij een grote waterverplaatsing meten, is de tsunami al ‘los’ en is er soms te weinig tijd voor een goede evacuatie van de kustgebieden.
De huidige onderzoekers, onder leiding van Bernabe Gomez, hebben een snellere techniek bedacht. Zij meten niet de waterdruk, maar de beving zelf. Onderwatermicrofoons, zogenoemde hydrofoons, zijn in staat het geluid op te pikken van het ‘slippen’, ofwel plotseling bewegen van de aardplaten, waarbij de beving ontstaat. Zelfs op duizenden kilometers afstand zijn deze geluidsgolven, die veel sneller dan een tsunami reizen, nog te detecteren.
Vier tsunami-scenario’s
Een computer verzamelt al deze geluidsgegevens en verwerkt die met behulp van een AI-algoritme. Dit algoritme kan op basis van een driehoeksmeting de bron achterhalen en aan de hand van het soort en de sterkte van het geluid kan het ook het zogenoemde slip-type bepalen. Een verticale slip betekent dat de zeebodem omhoogkomt, terwijl bij een horizontale slip de zeebodem zijwaarts beweegt. De kans op een tsunami is bij het eerste slip-type aanzienlijk groter.
Verder kan de AI de route van de eventuele tsunami voorspellen met berekeningen van de lengte, breedte en richting van het slipgebied. Zo kunnen de autoriteiten op tijd mensen in de gevarenzone waarschuwen en evacueren. De onderzoekers testten de nieuwe methode met vier tsunamiscenario’s uit het verleden (zie afbeelding hierboven). Het systeem wist in alle gevallen de golven met succes te voorspellen.
Door nog meer gebeurtenissen in te voeren, hopen Gomez en collega’s het algoritme verder te verfijnen. Hopelijk is het dan mogelijk verwoestende tsunami’s in de toekomst daadwerkelijk beter en sneller te zien aankomen.
Nog veel te verbeteren
“Dit is de eerste keer dat ik geluidsgolven gebruikt zie worden om tsunami’s te voorspellen”, vertelt geofysicus Rob Govers van de Universiteit Utrecht. “Maar ik denk dat er nog veel te verbeteren valt. Zo gebruiken de onderzoekers de data van de allergrootste bevingen niet, denk bijvoorbeeld aan Sumatra 2004 en Tokhoku 2011.”
“Ook zijn de belangrijkste breukparameters al te halen zijn uit geodetische (GPS)-metingen zo’n 300 seconden na de beving”, vervolgt hij. “Dat is ruim op tijd voor de tsunamimodellen om hun voorspellingen te doen. Samenvattend vind ik dit een leuk onderzoek met de potentie om hydrofoonregistraties toe te voegen aan het arsenaal dat we momenteel hebben voor tsunamiwaarschuwingssystemen.”
Bronnen: Physics of Fluids, American Institute of Physics via EurekAlert!
Beeld: US Marine Corps