Aardbevingen

Geschiedenis van de seismologie

Aardbevingen komen in Nederland van nature voor in Limburg. Sinds de gaswinning komen er ook bevingen voor in het noorden van Nederland. En dan is er nog Caribisch Nederland met twee actieve vulkanen, natuurlijke aardbevingen en tsunami’s.

Sinds 1904 verzamelt, beheert en analyseert het KNMI trillingen in de grond. Vroeger was dat mensenwerk, maar tegenwoordig registreert een netwerk van automatische meetstations de trillingen (seismische activiteit) 24 uur per dag. De gegevens zijn live te bekijken.

Tot 1986 lag de focus op het zuiden van Nederland. In de loop van de jaren verschuift de aandacht naar het noorden. Begin jaren negentig krijgt Assen de eerste seismometers. Seismometers meten de kracht, locatie en tijdstip van een beving.

In 1997 komen er diverse versnellingsmeters in Groningen en Drenthe. Hiermee meet je de impact en gevolgen aan de oppervlakte. In 2014 begint de ontwikkeling van een netwerk van zo’n negentig boorgatseismometers.

1904: KNMI registreert de eerste beving

Op 26 juni 1904 gaat er een schok door Nederland die niemand opmerkt. Niemand, behalve Maurits Snellen. Snellen is directeur van het KNMI en hij heeft meetinstrumenten geleend uit Duitsland. Deze seismometers registreren de eerste aardbeving in Nederland. Waarschijnlijk gaat het om een naschok van een grote aardbeving in Kamchatka, Rusland. De registratie is het begin van de seismologie in Nederland. In 1908 begint het KNMI een afdeling voor magnetisme en seismologie. In 1912 heeft De Bilt een seismisch paviljoen, met twee horizontale Galitzin-seismografen. Deze apparatuur meet horizontale bewegingen van het aardoppervlak. 

Eerste seismogram van een 'verre' aardbeving.
Eerste seismogram van een 'verre' aardbeving. Dit historische seismogram van 17 april 1889 is geregistreerd met een Von Rebeur-Paschwitz seismograaf te Potsdam in Duitsland.
Facsimile weergave van de eerste pagina van de aardbevingscatalogus van het KNMI.
Facsimile weergave van de eerste pagina van de aardbevingscatalogus van het KNMI Seismische Registrierungen in De Bilt uit 1904.

1922: verticale beweging meten

In 1917 gooit de Russische Revolutie roet in het eten. De maker van de Galitzin-seismografen, Hugo Masing, vlucht van Petersburg naar Estland. Pas als hij is opgespoord, krijgt het KNMI een instrument dat ook verticale bewegingen van het aardoppervlak kan meten. Het seismologisch observatorium is compleet.  

 

1935: Schaal van Richter wordt ontworpen

Wat de schaal van Beaufort is voor windkracht, is de schaal van Richter voor aardbevingen. In 1935 ontwikkelt Charles Richter (samen met Beno Gutenberg) deze schaal, die aangeeft wat de kracht van aardbeving is. De schaal loopt van 1 (onvoelbaar voor mensen) tot 12 (zo heftig dat landkaarten aangepast moeten worden). 

Charles Richter (1900-1985)

1939: magnetisch station Witteveen

In 1939 bouwt het KNMI in Witteveen een magnetisch station. Omdat het ver weg ligt van treinen, leidingen en verkeerswegen, is dit een goede plek om scheepskompassen te ijken. Dit station zal bijna een halve eeuw later -vanaf 1986- de eerste aardbevingen ten gevolge van gaswinning in Noordoost-Nederland registreren.  

Het gebouw in Witteveen waarin de aardmagnetische waarnemingen werden gedaan.
Het gebouw in Witteveen waarin de aardmagnetische waarnemingen werden gedaan.
Het gebouw voor aardmagnetische metingen (rechts) met links het gebouwtje waar de seismische metingen werden gedaan.
Het gebouw voor aardmagnetische metingen (rechts) met links het gebouwtje waar de seismische metingen werden gedaan.

1963: NAM start met gaswinning in Groningen 

In 1959 boort de NAM bij Slochteren het beroemde Groningen-gasveld aan. Dit veld behoort tot de grootste gasvelden ter wereld. Uit het Groningen-gasveld produceert de NAM sinds 1963 aardgas. Op het moment dat er gestart wordt met gaswinning, hield men nog geen rekening met het risico op aardbevingen.

NAM-directeur Jo Bongaerts, Commissaris van de Koningin Cees Fock en minister van Economische Zaken Jan de Pous bij de officiële ingebruikname van het Groningenveld op 25 juli 1963.
NAM-directeur Jo Bongaerts, Commissaris van de Koningin Cees Fock en minister van Economische Zaken Jan de Pous (v.l.n.r.) bij de officiële ingebruikname van het Groningenveld op 25 juli 1963.
Boortoren Groningenveld met fakkeltoren
Boortoren Groningenveld met fakkeltoren (bron: Wikipedia)

1986: eerste aardbeving veroorzaakt door menselijke activiteit 

Op 26 december 1986 beeft de aarde in Assen, een omgeving waar aardbevingen van nature niet voorkomen. Dat betekent dat de beving (2,8 op de schaal van Richter) is veroorzaakt door menselijke activiteit. Zo’n beving noemen we “geïnduceerd”.  Door deze aardbeving werd voor het eerst gedacht aan een causaal verband tussen de winning van aardgas en aardbevingen. In 1989 vindt de eerste geinduceerde beving plaats in Noord-Holland (in Kwadijk).

Na deze beving wordt het meetnetwerk in noorden van Nederland begin jaren ’90 flink uitgebreid. Rond Assen worden zes seismometers geplaatst. Ook verzamelt het KNMI met behulp van boorgatseismometers gegevens. Elk boorgat heeft een diepte van 200 meter waarin om de vijftig meter geofoons (type seismometer dat trillingen waarneemt) zijn geïnstalleerd. Tegenwoordig wordt bodembeweging ook aan het aardoppervlak van elk boorgat gemeten met een versnellingsmeter.

1991: Eerste gemeten beving Groningenveld 

De eerste gemeten beving in het Groningenveld was nabij Middelstum op 5 december 1991 en had een magnitude van 2,4.

1992: zwaarste natuurlijke beving bij Roermond 

Bij Roermond vond in de vroege ochtend van 13 april 1992 een aardbeving plaats met een magnitude van 5,8 op de schaal van Richter. Het is de zwaarste aardbeving ooit in Nederland gemeten. De beving was een natuurlijke aardbeving door spanningsvelden in de aardkorst ten gevolge van platentektoniek. De meest natuurlijke aardbevingen komen voor in het zuiden van Nederland. De aardbeving werd geregistreerd door het netwerk van seismometers in Limburg en in onze buurlanden. De aardbeving was groot genoeg om ook in heel Europa (en daarbuiten) gemeten te worden.

Na deze zware beving wordt er een ondergronds seismisch station ingericht bij de Heimansgroeve in het Geuldal. Door de apparatuur ondergronds te plaatsen, hebben de registraties weinig last van bodemruis, zoals wind en verkeer. Het station Heimansgroeve maakt deel uit van het wereldwijde netwerk van seismometers waarvan de gegevens worden uitgewisseld met internationale seismologische centra.  

Waterkeringschade door aardbeving bij Roermond in 1992. Je ziet scheuren in de rechteroever van de Maas bij Leeuwen, tegenover Buggenum. (Bron: Rijkswaterstaat/Henk Bakker)

1993: directe relatie tussen gaswinning en aardbevingen 

In 1993, zeven jaar na de beving in Drente, bevestigt het KNMI in het eindrapport van de Begeleidingscommissie Onderzoek Aardbevingen (pdf) dat er een directe relatie bestaat tussen gaswinning en aardbevingen. Via deze link vind je een overzicht  van alle geïnduceerde aardbevingen.

1995: verdere kennisontwikkeling 

In 1995 publiceert het KNMI een nieuw rapport. Aanleiding hiervoor waren de relatief krachtige bevingen bij Middelstum en Alkmaar in 1994 en de toename van het aantal geregistreerde bevingen. In dit rapport wordt geschat dat de maximale magnitudes 3,3 op de Schaal van Richter voor Groningen, 3,4 voor de overige velden in Noordoost-Nederland en 3,6 voor de velden rond Alkmaar.  

1996: kernstopverdag 

In 1996 komt het kernstopverdrag tot stand. Een groot aantal landen werkt aan een wereldwijd systeem om te controleren of iedereen zich aan dit verdrag houdt. Hiervoor is inmiddels een netwerk van maar liefst 321 monitoring stations en 16 laboratoria opgezet. Dit netwerk bestaat uit seismische, hydro-akoestische en infrageluid meetstations. Die staan gelijkmatig over de hele aardbol verspreid en verrichten metingen van radioactiviteit, trillingen en geluid in de atmosfeer en in oceanen.   

Het KNMI is Nationaal Data Centrum (NCD) voor het kernstopverdrag en adviseert in die rol het Ministerie van Buitenlandse Zaken. Nederland draagt in diverse rollen, zoals voorzitterschap, bij aan de technische aspecten van de naleving.

Meetinstrument IS18 is het IMS infrageluid array op Groenland. (Bron: CTBTO Public Information)

1997: versnellingsmeters worden geplaatst 

De registratie van aardbevingen wordt nog nauwkeuriger. Vanaf 1997 worden in Groningen en Drenthe diverse versnellingsmeters in huizen en andere gebouwen geplaatst om het effect van trillingen in kaart te brengen.

2004: nieuwe methodes en uitbreiding meetnetwerk 

Het KNMI ontwikkelt een nieuw model. Hiermee kan bepaald worden welke specifieke grondbeweging het gevolg is van kleine en ondiepe geïnduceerde bevingen. Met dit model kan men ook de waarschijnlijkheid van die grondbeweging bepalen. Tenslotte schatte het KNMI de seismische activiteit van verschillende onshore olie- en gasvelden in Nederland.
Tussen 2004 tot 2010 wordt het seismologisch netwerk uitgebreid. In de provincie Groningen komen er acht versnellingsmeters bij, die in 2010 worden aangevuld met zes boorgatseismometers. 

2012: aardbeving van 3,6 in Huizinge & nieuw rapport

Bij Huizinge vond 16 augustus 2012 's avonds een aardbeving plaats van 3,6 magnitude op de schaal van Richter. Het is de zwaarste aardbeving ooit in Groningen gemeten.

Na deze beving is het meetnetwerk van het KNMI sterk uitgebreid met honderden extra geofoons in de ondergrond en tientallen extra versnellingsmeters aan het oppervlak.  De NAM heeft het meetnetwerk gefinancierd en in eigendom overgedragen aan het KNMI. 

Hiermee is het meetnetwerk zo gevoelig dat ook kleinere bevingen tussen een magnitude van 1,0 en 1,5 zijn waar te nemen. Daarnaast kan ook een aanzienlijk deel van de bevingen met een magnitude lager dan 1,0 gemeten worden.

Ook kan dankzij deze uitbreiding van het seismisch netwerk het KNMI de locatie van de geïnduceerde aardgasbevingen nauwkeuriger bepalen. De afstand tussen de verschillende meetstations in Groningen is soms niet groter dan vier kilometer. 

Nieuw rapport

Uit analyse van de seismische data (pdf) blijkt dat de relatie tussen magnitude van aardbevingen en de frequentie van optreden in het Groningenveld anders is dan de overige velden. Het Groningenveld was sinds 2003 het meest seismisch actief. Ook merkt het KNMI op dat de vrijkomende seismische energie toeneemt sinds 2001. 

Ingevulde enqueteformulieren op KNMI-site geven goed beeld van hoe sterk de beving in Groningen is gevoeld. Het instrumenteel bepaalde epicentrum is met gele ster aangegeven. Bron: KNMI

2013: nieuw onderzoek en aardbevingskaart

Het hoogst aantal bevingen met een magnitude groter dan 1,5 is geregistreerd in 2013 (30). Op basis van nieuwe berekeningen met een grotere hoeveelheid recente meetdata heeft het KNMI een nieuwe en nauwkeuriger aardbevingskaart gemaakt. Daaruit blijkt dat de seismische dreiging boven het Groninger gasveld kleiner is dan in eerdere berekeningen. De seismische dreiging is het grootst in de gemeente Loppersum. 

2016: effect aardbeving te zien op shakemap 

In 2016 ontwikkelt het KNMI een aantal nieuwe seismologische producten. Voelbare aardbevingen worden voortaan weergegeven op de radarkaart op de website van het KNMI. Ook komt er een nieuwe seismische risicokaart voor Groningen. Het effect van een aardbeving is voortaan te zien op een zogeheten shakemap.  

ShakeMap PGA (%g) van aardbeving bij Hellum (M3.1) september 2015.

2018: beëindiging gaswinning Groningen

Na een aantal zware bevingen besluit het kabinet op 29 maart 2018 om de gasproductie in het Groningen-gasveld zo snel mogelijk te beëindigen.  

Het KNMI heeft gekeken naar de ontwikkeling van de seismiciteit in Groningen als gevolg van de afbouw van gaswinning. Als de gaswinning afneemt, wordt de kans op bevingen kleiner. Toch stoppen de aardbevingen niet meteen als de gaswinning stopt. De seismiciteit zal naijlen. Zwaardere bevingen kunnen blijven optreden, al wordt de kans daarop steeds kleiner. 

In augustus 2018 ontdekken onze seismologen een inconsistentie tussen verschillende datasets in de nieuwe versnellingsmeters in het netwerk van het Groningen-gasveld. In november van dat jaar was de oorzaak gevonden: de fabrieksinstellingen van een deel van de versnellingsmeters van het nieuwe netwerk bleken anders dan die van het oude netwerk. In december 2018 is deze instelling hersteld en zijn alle dataverzamelingen op de KNMI-website aangepast. 

Er is geen sprake geweest van onjuiste meldingen van opgetreden aardbevingen, niet in aantal, tijdstip, locatie of magnitude.  
 

2020: afname seismische ruis door maatregelen tegen coronavirus 

Wereldwijd is er een afname van 50 procent in de seismische ruis in de eerste helft van dit jaar. Dat komt door de maatregelen tegen de verspreiding van het coronavirus. De daling van de ruis wordt veroorzaakt door het fysiek en sociaal afstand houden, de afname van economische en industriële activiteiten en het verminderd toerisme en reizen.

Deze grafiek toont de impact van het thuiswerken en het sluiten van scholen en restaurants op de seismische ruis.

2021: infrageluid helpt bij bepalen intensiteit aardbeving 

Onhoorbaar geluid in de atmosfeer kan bijdragen aan het snel bepalen van de intensiteit van een aardbeving. De analyse van zogenaamd infrageluid van zware aardbevingen toont waar de aarde het meest intens trilde. Onderzoekers van het KNMI en de TU Delft laten in een recente publicatie zien hoe een akoestische shakemap geconstrueerd kan worden, ook als seismische metingen ontbreken.

2022: nieuwe opslingerkaart voor aardbevingen in Nederland 

Een nieuwe kaart voor aardbevingen -de zogeheten opslingerkaart- in Nederland is gepubliceerd. Opslingering is de mate van versterking van een aardbevingssignaal door de ondiepe ondergrond. Dit draagt bij aan hoe sterk een aardbeving gevoeld wordt. Deze kaart brengt de opslingering, gekoppeld aan de opbouw en samenstelling van de aardlagen in de ondiepe ondergrond, in beeld.

De Opslingerkaart voor aardbevingen in Nederland, waarin elke klasse een mate van opslingering bij een lokale aardbeving aangeeft. Detailkaart van vier regio’s met in B) Noord Holland, C) Zuid Limburg, D) Zuid Holland, E) Groningen. ©KNMI