De lokale geologie van Mexico-Stad kan schade door gematigde aardbevingen verergeren

Recent aardbevingen in Mexico-Stad: In 2019 en 2023 vonden er een aantal kleine, ondiepe aardbevingen plaats in Mexico-Stad, die verrassend sterke grondbewegingen veroorzaakten. Dit leidde tot vragen bij onderzoekers over de impact van een aardbeving van gematigde grootte op gebouwen in de stad.

In het Bulletin van de Seismologische Vereniging van Amerika beschrijven Miguel Jaimes en Gerardo Suárez van de Universidad Nacional Autónoma de México mogelijke schadevoorspellingen van grondbewegingen bij gematigde aardbevingen in drie regio’s van het bekken van Mexico-Stad. De drie locaties voor de gemodelleerde aardbevingen zijn gebaseerd op recente seismische gebeurtenissen: een aardbeving in 2023 in La Magdalena Contreras, de aardbeving van San Juan de Aragón in 2018, en de aardbevingen van Milpa Alta in 1995 en Juchitepec in 1985.

Hun modellen van aardbevingen, met een magnitude tot 5.5, veroorzaakten grondbewegingen die leidden tot verschillende hoeveelheden beschadigde gebouwen. De omvang van de schade hing af van de onderliggende geologie van de regio, concludeerden Jaimes en Suárez. Bijvoorbeeld, hun studie ontdekte dat de grondbeweging van een gematigde aardbeving in de Juan de Aragón meergebied 15% van de één- tot tweeverdiepingen zou beschadigen, vanwege de zachte en oververzadigde sedimenten van het meerbed.

In tegenstelling hiermee zou de grondbeweging van een aardbeving in de La Magdalena-overgangszone tussen het meergebied en het heuvelgebied van de stad 13% van deze gebouwen beschadigen, terwijl de schokken van een aardbeving in de hooglanden van Milpa Alta, in het zuidoosten van de stad, 5% van de één- tot tweeverdiepingen zouden beschadigen.

“We waren enigszins verrast dat het geografische effect sterk afhankelijk was van het type geotechnische regio waarin de aardbeving plaatsvond,” zei Suárez. “De potentiële schade is heel anders voor aardbevingen in de overgangszone tussen het oude meerbed en de hooglanden dan bij een aardbeving in de meerregio.”

Mexico-Stad is geen onbekende met seismische gebeurtenissen en voelt de effecten van zowel ondiepe aardbevingen als diepere subductie-aardbevingen. “De grote grondversnellingen die door de recente kleine aardbevingen in de stad werden aangetoond, waren eerder niet geregistreerd omdat de instrumentatie erg schaars was. Verbeterde seismische instrumenten, zowel in aantal als in kwaliteit, die de afgelopen jaren zijn geïnstalleerd, hebben onze capaciteiten vergroot om deze lokale micro-aardbevingen en hun resulterende versnellingen vast te leggen,” aldus Suárez.

Piekgrondversnellingen van de micro-aardbevingen waren groter dan die tijdens de verwoestende aardbevingen van 19 september 1985 (magnitude 8.1) en 19 september 2017 (magnitude 7.1). “De recente micro-aardbevingen die in Mexico-Stad zijn geregistreerd, hebben de interesse gewekt in wat het effect van een aardbeving van gematigde magnitude zou zijn,” merkte Suárez op. “Dit is wat we in het onderzoek wilden onderzoeken.”

Jaimes en Suárez schatten de intensiteit van de grondbeweging voor de drie aardbeving scenario’s, op basis van modellen van grondbeweging uit vergelijkbare tektonische regio’s, samen met gegevens om de effecten van de lokale geologie vast te leggen en een overzicht van de bouwvoorraad van elke regio.

Hoewel sommige hogere gebouwen ook werden beïnvloed, kregen één- tot tweeverdiepingen de meeste schade van de lokale aardbevingsschokken in de drie scenario’s. “De reden is dat de hoge frequentie-inhoud van de seismische golven van lokale aardbevingen samenvalt met de frequentie van de vibratie van deze structuren,” legde Suárez uit. “Het is vergelijkbaar met het duwen van een kind op een schommel volgens de periode—of ritme—van de schommel.”

Suárez concludeerde dat “de les duidelijk is” dat stedelijke planners, aardbevingtechnici en anderen “moeten overwegen dat het seismische risico van Mexico-Stad niet alleen voortkomt uit de grote en frequente subductie-aardbevingen, maar ook uit lokale korstbronnen die, hoewel zeldzaam, aanzienlijke schade kunnen veroorzaken.”