Jouw smartphone kan straks een aardbeving voelen aankomen

Je kunt je haast geen betere plek voorstellen om onderzoek te doen naar aardbevingen, dan de universiteit van Californië in Berkeley. Hoewel de campus op het eerste gezicht idyllisch oogt (grasvelden, kronkelende paadjes tussen neo-classicistische gebouwen, studenten in slobbertruien met het logo van de universiteit), ligt de universiteit precies bovenop een van de gevaarlijkste breuklijnen van de Verenigde Staten: de Hayward-breuklijn.

Om precies te zijn loopt de breuklijn recht onder het net gerenoveerde stadion door. De twee platen onder de aardbodem bewegen hier in tegenovergestelde richting. En dat is te zien: er loopt een verticale gleuf dwars door de gevel bij ingang zes. Het stadion is dan ook in twee delen is gebouwd, die los van elkaar kunnen bewegen.

De onderzoekers van het Berkeley Seismological Laboratory, die even verderop op de tweede verdieping van een flinke flat werken, zitten dus bovenop hun onderzoeksmateriaal.

De faculteit richt zich onder meer op het ontwikkelen van een early warning system voor aardbevingen in Californië. Het doel: het publiek tijdig waarschuwen dat er een grote aardbeving op komst is.

26 seconden

‘We weten nooit precies waar of wanneer een aardbeving gaat plaatsvinden,’ vertelt onderzoeker Qingkai Kong. Seismologen kunnen wel meten dat de Hayward-breuklijn, waar de campus op ligt, gemiddeld elke 140 jaar een zware beving veroorzaakt. ‘Maar het feit dat het nu meer dan 140 jaar geleden is, betekent niet dat we er zeker van kunnen zijn dat de beving nu komt,’ zegt Kong.

Hoe kun je mensen dan wel waarschuwen voor een aardbeving? Kong toont op een groot beeldscherm het basisprincipe van het early warning system. Een aardbeving veroorzaakt twee soort schokgolven: de zogenoemde P-golf, die snel reist maar weinig energie draagt, en de S-golf, die iets langzamer reist en de grootste schokken veroorzaakt. Alsof je een steen in stilstaand water gooit, zo rimpelen de golven achtereenvolgens uiteen vanuit het epicentrum van de beving.

Afhankelijk van waar de aardbeving plaatsvindt heb je dus een aantal seconden (of minuten) tussen het moment dat de P-golf bij je huis aankomt, en het moment dat de verwoestende S-golf arriveert. Die interval kun je gebruiken om mensen te waarschuwen.

Juist die automatische acties kunnen volgens Kong uiteindelijk veel levens redden

In Californië is de tijd tussen het arriveren van de twee golven erg klein, omdat de stedelijke bebouwing bovenop de breuklijnen staat. ‘De waarschuwingstijd zal ongeveer 26 seconden zijn,’ vertelt Kong. Dat is niet genoeg tijd om mensen te evacueren, maar wel om veel automatische systemen stop te zetten. ‘We zouden de treinen kunnen stoppen, zodat die niet ontsporen,’ suggereert Kong. ‘Liftdeuren zouden kunnen openen op de eerstvolgende verdieping, zodat mensen niet vast komen te zitten. We zouden rolluiken van brandweerkazernes kunnen openen, zodat de wagens niet opgesloten staan. Ziekenhuizen zouden automatisch een lijst van het aantal beschikbare bedden kunnen versturen.’ Juist die automatische acties kunnen volgens Kong uiteindelijk veel levens redden.

Geen dure seismograaf, maar telefoons

Om de data voor zo’n waarschuwingssysteem te verzamelen, is een dicht netwerk van seismografen nodig, die real-time informatie naar een centrale sturen. Idealiter verdeel je het gebied in een grid met elke 20 kilometer een meetinstallatie.

Zo ver is Californië nog lang niet. ‘Het gaat vooral om geld,’ zegt Kong. ‘In Japan heeft de regering er 600 miljoen ingestopt en daar hebben ze nu een goed grid. In Californië is zo’n injectie ook nodig. We hebben veel meetinstrumenten uit de jaren zeventig, die niet real-time informatie kunnen sturen.’

Maar zelfs al zouden de apparaten gefinancierd worden, dan nog is het 20-kilometergrid in Californië misschien niet realistisch. ‘Er zijn plekken waar de snelweg te luid is voor de metingen,’ zegt Kong. ‘Of waar het land niet van de staat is, en waar we dus niets kunnen neerzetten.’

Het is dan ook niet gek dat nog weinig landen op de wereld een waarschuwingssysteem voor aardbevingen hebben. Mexico heeft het oudste systeem, dat stamt uit 1991. ‘Hun breuklijn loopt langs de kust, en voordat de schokgolven Mexico Stad bereiken verstrijkt zo’n anderhalve minuut,’ zegt Kong. ‘Dat maakt het waarschuwen een stuk makkelijker.’

Japan heeft sinds 2007 een systeem, dat eerst gericht was op het stoppen van treinen, maar nu ook het publiek waarschuwt. De kerncentrale van Fukushima werd afgesloten door dit systeem (maar was niet voorbereid op de tsunami die volgde). Europa zit in de onderzoeksfase. ‘Het simpelweg kopiëren van het systeem van een ander land heeft geen zin,’ zegt Kong. ‘Elk aardbevingsgebied is anders en heeft dus andere algoritmes nodig.’

Maar als een rijke staat als Californië er al niet in slaagt genoeg seismometers te plaatsen, zal het voor veel armere landen al helemaal een verre toekomstdroom zijn om de bevolking te kunnen waarschuwen.

Of misschien niet, hoopt Kong. Zijn onderzoek richt zich op het gebruiken van zogenoemde accelerometers in smartphones - het apparaatje dat de stand van je scherm doet draaien wanneer je de telefoon op z’n kop houdt.

Doordat dit apparaatje bewegingen kan opvangen, kan de data van veel van deze apparaatjes input zijn voor het oppikken van aardbevingen. Deze herfst gaat Kong de eerste testen doen op de campus van Berkeley. ‘Het zou een revolutie kunnen zijn,’ zegt hij. ‘Ook in arme landen hebben veel mensen een smartphone. Dan zouden we niet tienduizenden dollars in een seismometer hoeven investeren, maar gewoon een app kunnen ontwikkelen.’

Deze serie wordt mede mogelijk gemaakt door het Fonds Bijzondere Journalistieke Projecten en het Postcode Loterij Fonds voor Journalisten van Free Press Unlimited.