Aardbeving veroorzaakt landinklinking kan overstromingsrisico in de Pacific Northwest verhogen

Nieuwe Onderzoek Waarschuwt voor Verhoogd Overstromingsrisico in de Pacific Northwest

Een krachtige aardbeving, gecombineerd met stijgende zeespiegels, kan de overstromingsrisico’s in de Pacific Northwest aanzienlijk verhogen. Dit blijkt uit nieuw onderzoek van Virginia Tech, dat duizenden inwoners en eigendommen in het noorden van Californië, Oregon en Washington kan beïnvloeden.

Een studie gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences ontdekte dat een grote aardbeving ervoor kan zorgen dat kustland tot 6,5 voet zakt, wat het federale 1% overstromingsgebied, een gebied met een kans van 1 op 100 op overstroming per jaar, met 35 tot 116 vierkante mijlen kan uitbreiden. Onderzoeker Tina Dura, de hoofdauteur van de studie en assistent-professor geowetenschappen aan de College of Science, merkte op: “De uitbreiding van het kustoverstromingsgebied na een aardbeving in de Cascadia-subductiezone is nog niet eerder gekwantificeerd, en de gevolgen voor het landgebruik kunnen de hersteltijd aanzienlijk verlengen.”

De meest ernstige effecten zouden zich voordoen in het zuiden van Washington, het noorden van Oregon en het noorden van Californië, gebieden met een hoge bevolkingsdichtheid.

Dura’s team genereerde tienduizenden aardbevingmodellen om het potentiële bereik van door aardbevingen veroorzaakte subsidentie – zakkend land – te schatten dat men kan verwachten van de volgende grote aardbeving in de Cascadia-regio. Door gebruik te maken van geospatiale analyse, kwantificeerde het team de door de aardbeving veroorzaakte uitbreiding van het 1% overstromingsgebied bij 24 estuaria en gemeenschappen langs de Cascadia-subductiezone.

De studie schat dat na een aardbeving vandaag, nog eens 14.350 inwoners, 22.500 structuren en 777 mijl aan wegen binnen het post-aardbevingsoverstromingsgebied zouden vallen, wat de blootstelling aan overstromingen meer dan zou verdubbelen. Potentiële overstromingen zouden vijf luchthavens, 18 kritieke voorzieningen, waaronder openbare scholen, ziekenhuizen, politie- en brandweerkantoren, acht rioolwaterzuiveringsinstallaties, één electriciteitsstation en 57 mogelijke verontreinigingsbronnen, zoals veehouderijen, tankstations en afvalverwerkingsfaciliteiten, kunnen beïnvloeden.

Volgens de Intergouvernementele Commissie voor Klimaatverandering (IPCC) kunnen de lokale projections voor de stijging van de zeespiegel langs de Cascadia-subductiezone tegen 2100 tot 3 voet hoger zijn dan nu. Deze klimaatgestuurde zeespiegelstijging zal de gevolgen van toekomstige door aardbevingen veroorzaakte subsidentie verder versterken, waarbij de blootstelling aan overstromingen voor inwoners, structuren en wegen meer dan verdrievoudigd wordt.

Dura voegde toe: “Vandaag, en nog meer in 2100 naarmate de achtergrondzeespiegels stijgen, zal het onmiddellijke effect van door aardbevingen veroorzaakte subsidentie een vertraging in de respons en het herstel van de aardbeving zijn als gevolg van aangetaste activa. Langdurige effecten kunnen veel kustgemeenschappen onbewoonbaar maken.”

Huidig laaggelegen land dat is ontwikkeld voor vee en landbouw door middel van dijken en drainage zal zware economische verliezen lijden, omdat verhoogde getijdeninundatie zal leiden tot over-salinisatie van de bodem en deze onbruikbaar zal maken. Verdere gevolgen zijn erosie van natuurlijke systemen, met name kustestuaria, intergetijdenmoerassen en beschermende duinen en stranden, die fungeren als buffers tegen stormvloeden en helpen om golfenergie te dissiperen, om sedimenterosie te voorkomen en schade aan eigendommen te beschermen.

Dura benadrukte dat het verlies van deze ecosystemen mogelijk niet herstelbaar is, en dat inlandse bewegingen beperkt kunnen zijn door topografie en menselijke ontwikkeling.

“Het verlies van intergetijdenmoerassen heeft directe gevolgen voor ecosysteemdiensten zoals waterfiltratie, leefgebied voor visserij en kustvogels, en de capaciteit voor koolstofopslag,” voegde Dura eraan toe. “Intergetijdenmoerassen functioneren als natuurlijke koolstofputten, en hun erosie of conversie naar getijdenvlaktes vermindert aanzienlijk hun vermogen om koolstof vast te leggen.”

De Cascadia-subductiezone is een van de vele regio’s in de “Ring of Fire”, waar de Pacifische Plaat een andere tektonische plaat ontmoet, wat de sterkste aardbevingen ter wereld en de meeste vulkaanuitbarstingen veroorzaakt. Een grote aardbeving met een seismische magnitude van meer dan 8,0 heeft echter sinds 26 januari 1700 niet plaatsgevonden in de Cascadia-subductiezone, waardoor kustgeologische records van eerdere aardbevingen en bijbehorende subsidentie cruciaal zijn voor het begrijpen van dit risico.

Dura en haar team documenteren geologische bewijzen van eerdere door aardbevingen veroorzaakte subsidentie als de Lead van de Paleoseismology Working Group binnen het Cascadia Region Earthquake Science Center (CRESCENT), een centrum aan de Universiteit van Oregon dat een samenwerkingskader biedt om multidisciplinaire wetenschappelijke en maatschappelijke uitdagingen in de Cascadia-subductiezone aan te pakken.

Hun onderzoek naar geologische bewijzen van de afgelopen zes tot zevenduizend jaar geeft aan dat er ongeveer elke 200 tot 800 jaar 11 grote aardbevingen hebben plaatsgevonden in de Pacific Northwest. De laatste aardbeving in de regio resulteerde in een zakkend land van tussen de 1,5 en 6,5 voet langs de kustlijn.

“Cascadia is een unieke plek. Het is niet super dichtbevolkt, maar de meeste estuaria hebben een gemeenschap erin, en ze liggen allemaal in de zakkingszone,” zei Dura. “Dit is eerlijk gezegd waar ik denk dat de subsidentie grotere gevolgen kan hebben dan tijdens andere recente grote aardbevingen wereldwijd.”

Wereldwijde Relevantie

Subductiezones, die ook voor de kusten van Alaska, Rusland, Japan, Indonesië, Nieuw-Zeeland en Zuid-Amerika te vinden zijn, zijn allemaal vergelijkbaar omdat één tektonische plaat onder een andere schuift. Langs delen van deze subductiezones is er een initiële opheffing in de bovenste plaat. Druk tussen de twee platen bouwt geleidelijk op over de eeuwen.

De resulterende aardbeving ontstaat wanneer de bovenste plaat weer loskomt. Offshore stijgt de plaat, wat een opwaartse waterstijging veroorzaakt die leidt tot een tsunami. Onshore zakt de plaat, waardoor de kustlijn onmiddellijk tot 6,5 voet daalt.

De schokken van de aardbeving beginnen het proces. Voor een aardbeving met een magnitude van 9 of meer duurt het ongeveer vier tot zes minuten. Terwijl de schokken plaatsvinden, daalt het land, en afhankelijk van de getijdenomstandigheden kunnen laaggelegen gebieden onmiddellijke overstromingen ervaren.

Binnen 15 tot 20 minuten komt de tsunami aan met verdere overstromingen. Het hele proces duurt niet langer dan 30 minuten, en meerdere tsunamigolven kunnen zich over één tot twee uur voordoen. Echter, de verzakking van het land zal tientallen tot honderden jaren na de aardbeving aanhouden.

Dura merkte op dat de aardbeving in Chili in 1960 een dennenbos en boerderijen onderwater zette, waardoor ze veranderden in getijdenmoerassen, en het overstromen van kustplaatsen bewoners dwong hun huizen te verlaten. De aardbeving in Alaska in 1964 dwong gemeenschappen en luchthavens naar hoger gelegen gebieden. De aardbeving in Sumatra-Andaman in 2004 verwoestte aquacultuur aan de kust en veroorzaakte erosie. De aardbeving in Japan in 2011 veroorzaakte erosie, verstoorde havens en droeg bij aan een nucleaire ramp.

“Gezien de wereldwijde prevalentie van subductiezones hebben deze inzichten relevantie die verder gaat dan Cascadia, en bieden ze informatie voor risico-evaluaties en mitigatiestrategieën voor tektonisch actieve gebieden wereldwijd,” aldus Dura.