Niemand had de immense vloedgolf, die voor veel verwoesting en verdriet zorgde, aan zien komen. Maar de Utrechtse aardwetenschapper Taco Broerse heeft nu na grondig onderzoek een oplossing voor het mysterie.

Op 28 september 2018 ging het in de baai van Palu, op het Indonesische eiland Sulawesi, gruwelijk mis. De stad werd getroffen door een aardbeving met een magnitude van 7.5. En luttele minuten later volgde een allesverwoestende tsunami. Veel bewoners werden door deze nietsontziende vloedgolf overvallen. De aardbeving en de onverwachte tsunami zorgden voor een immense ravage. Een brug stortte in, talloze woningen werden verwoest en de stad lag bezaaid met puin. Maar liefst 4000 mensen werden van het leven beroofd, 14.000 mensen raakten gewond en meer dan 211.000 mensen werden dakloos. Ondertussen is de stad weer enigszins opgekrabbeld. Maar geologen spraken nog lang over de gebeurtenis na. Want wat was toch de oorzaak van de plotseling tsunami?

Hamvraag
Wanneer tektonische platen onder elkaar duiken en een aardbeving veroorzaken, kan een tsunami optreden. Dat zou echter niet moeten gebeuren bij een aardbeving waarbij de platen langs elkaar schuiven. En toch was dat precies wat er in Palu, Sulawesi gebeurde. De hamvraag is of de tsunami optrad door de aardbeving zelf, of door de gevolgen van die aardbeving, zoals onderzeese aardverschuivingen. Om dat te achterhalen, gebruikten de onderzoekers meetgegevens van satellieten om modellen op te stellen. Het aantal modellen liep uiteindelijk in de miljoenen. Eén groep ervan bleek uiteindelijk overeen te komen met wat zich op die fatale septemberdag in 2018 heeft voorgedaan.

Nieuw licht op tsunami’s
De onderzoekers schijnen met hun studie nieuw licht op hoe tsunami’s kunnen ontstaan. Want blijkbaar kunnen aardbevingen waarbij de platen langs elkaar schuiven onder bepaalde omstandigheden ook tsunami’s veroorzaken. En nu weten we ook in welke gevallen. “Het is bekend dat wanneer de zeebodem omhoog komt, er een tsunami ontstaat,” legt de Utrechtse aardwetenschapper Taco Broerse in een interview met Scientias.nl uit. “Bochten in breuken kunnen zorgen voor bodemstijging. Nu hebben we ontdekt dat de breuk waarlangs de aardbeving zich onder de baai van Palu voortplantte, een bocht heeft. Bij zo’n bocht gaat de bodem ofwel omhoog (omdat de platen daar over elkaar heen moeten schuiven), of naar beneden (omdat de twee platen van elkaar af schuiven).”

Meters gelift
Kortom, de breuklijn onder Sulawesi is dus geen perfect rechte scheur in het landschap, maar bevat (tot voor kort onbekende) bochten. En bij die bochten zijn aanzienlijke verticale verplaatsingen opgetreden, zo blijkt uit de meetgegevens. Daarmee waren dus de voorwaarden voor de tsunami geschapen, want zo’n enorme vloedgolf treedt alleen op wanneer de zeebodem zich verheft. “Naar schatting is de zeebodem onder de baai van Palu enkele meters omhoog gekomen,” aldus Broerse.

De breuk die in 2018 de aardbeving veroorzaakte (de witte stippellijn), en waar beide kanten van de breuk meerdere meters ten opzichte van elkaar verschoven zijn, loopt vanaf het zuidelijke stuk van het schiereiland van Minahassa (epicentrum met witte ster) richting het zuiden, steekt dan de baai door en loopt verder door de Paluvallei naar het zuiden. Als je de breuk tussen het onbekende noordelijke stuk, en het reeds bekende zuidelijke stuk wil verbinden, is er een bocht nodig onder de baai. Afbeelding: Simons, Wim, et al. “A tsunami generated by a strike-slip event: constraints from GPS and SAR data on the 2018 Palu earthquake.” Authorea Preprints (2022).

Volgens Broerse kunnen we er nu vrij zeker van zijn dat het dus de aardbeving zelf was die de tsunami veroorzaakte, grotendeels door bochten in het breuksysteem. “Achteraf gezien is dit heel logisch,” zegt de onderzoeker. “Maar alleen als we van het verloop van de hoofdbreuk onder het schiereiland hadden geweten. Het stuk van de breuk dat onder het schiereiland loopt, stond niet bekend als een actief onderdeel van de breuk. Een bocht in de breuklijn in de baai, waarbij de bodem omhoog zou komen tijdens een aardbeving, was dus niet voorzien. Overigens sluiten we een bijdrage van aardverschuivingen niet uit, ze zijn alleen niet de hoofdoorzaak van de tsunami.”

Waarom wisten we dit niet?
De vraag rijst hoe het kan dat ondanks veel geologisch onderzoek, we tot nu toe nog niet wisten dat er ook tsunami’s kunnen ontstaan door een aardbeving waarbij de platen langs elkaar schuiven. We legden het Broerse voor. “Dergelijke ideeën zijn hier en daar geopperd, maar overtuigend bewijs ontbrak,” vertelt hij. “Er zijn in het verleden wel wetenschappers geweest die het vermoeden hadden dat aardbevingen zelf tsunami’s hebben veroorzaakt (in plaats van aardverschuivingen onderzee), in het geval van breuken waar platen langs elkaar bewegen. Het probleem is echter dat onderzoekers in veel gevallen geen observaties hadden om hun ideeën te staven. In onze studie hebben we die observaties wel, dankzij satellietmetingen van bodembeweging. Hieruit konden we afleiden dat in het geval van de aardbeving in Sulawesi, de bodem bij bochten in de breuk omhoog is gekomen.”

“Vlucht weg van de kust, ook bij breuken waar platen langs elkaar schuiven”

Belangrijk
Volgens Broerse is het heel belangrijk dat nu het ‘raadsel van Sulawesi’ is opgelost. “Het laat een blinde vlek zien in ons begrip van tsunami’s rondom dit soort breuken,” legt hij uit. “Tegelijkertijd zou het ook de bewustwording van het bijkomende tsunamigevaar van dergelijke breuken moeten verhogen. De tsunami na de aardbeving in Sulawesi bereikte een maximale hoogte van 10 meter en deed dit op veel plekken binnen twee minuten na de aardbeving. Ter vergelijking, de golven na de aardbeving bij Tohoku in Japan in 2011 deden er maar liefst 30 minuten over om de kust te bereiken. Anderzijds reikten de golven niet verder dan een strook van 100 tot 300 meter rondom de baai van Palu. De tsunami kwam dus razendsnel, maar de overstroming reikte vervolgens niet ver. Dat geeft een kans om snel te evacueren.”

Istanbul en San Francisco
Overigens zijn naast Palu ook Istanbul en San Francisco ‘risicogebieden’. Wanneer deze miljoenensteden ooit getroffen zouden worden door een aardbeving – en die kans is niet ondenkbaar – dan zou ook die gevolgd kunnen worden door een tsunami. Dat komt omdat beide steden zich net als Palu in de buurt van grote breuksystemen bevinden. “Wat we voor Istanbul zeker weten, is dat er in het verleden al tal van kleine en grotere tsunami’s hebben plaatsgevonden,” vertelt Broerse. “In 1894 reikte een tsunami 200 meter ver en ongeveer zes meter hoog. Of deze veroorzaakt werd door aardverschuivingen op reactie na een aardbeving of in eerste instantie door de aardbeving zelf (of allebei), is niet met zekerheid te zeggen.”

Al met al bieden de onderzoeksresultaten een nieuwe kijk op tsunami’s en hoe ze het levenslicht zien. De belangrijkste les? “Vlucht weg van de kust, ook bij breuken waar platen langs elkaar schuiven,” adviseert Broerse. “Er lijkt hier ruimte te zijn voor snellere evacuatie.” Daarnaast is er ook nog een belangrijke rol voor wetenschappers weggelegd. “We zullen moeten nadenken of het mogelijk is om bochten in breuken beter in kaart te brengen,” besluit hij.