Multi-sensorbewaking van een voorbijgaand evenement in het Gran Sasso-aquifer, Italië

Wanneer een berg plotseling bonkt

Op een rustige augustenacht in 2023 hoorde personeel diep in het ondergrondse laboratorium van Italië’s Gran Sasso een krachtige, onverklaarbare knal door het gesteente weerklinken. In plaats van het als een curiositeit af te doen, zagen wetenschappers deze "bergknal" als een zeldzaam natuurlijk experiment en gebruikten ze een reeks sensoren om te observeren hoe water, gesteente en zelfs de rotatie van de aarde reageerden. Hun resultaten tonen aan hoe nauw de verborgen waterhuishouding van een berg verbonden is met wat we aan het oppervlak horen en voelen.

Een verborgen rivier in de berg

Gran Sasso is meer dan een dramatische piek in de centrale Apennijnen; het is ook een van de grootste ondergrondse watervoorraden in midden‑zuid Italië. Regen en smeltende sneeuw zakken weg in het gebarsten kalksteen hoog op het plateau, reizen vervolgens door scheuren en grotten en komen weer tevoorschijn bij grote bronnen rond de voet van de berg. Dit natuurlijke systeem werd hervormd in de jaren tachtig toen twee lange snelwegtunnels en een ondergronds fysisch laboratorium werden uitgegraven, waarmee nieuwe paden ontstonden die het aquifer ontsluiten en de waterstroming door het massief veranderden.

Water, gesteente en lucht tegelijk observeren

Om dit complexe systeem in de gaten te houden, monitoren onderzoekers vier belangrijke wateruitgangen: twee grote brongebieden aan de zuidelijke zijde, afvoer uit de noordelijke tunnel en hoog‑druk grondwater diep in de tunnel nabij het laboratorium. Op deze locaties registreren ze waterpeil, temperatuur, elektrische geleidbaarheid en, op één locatie, waterdruk twintig keer per seconde. Boven en in de berg leggen weerstations neerslag en sneeuwval vast. Ondergronds luistert en voelt een netwerk van instrumenten: gevoelige seismometers voor bodembewegingen, versnellingsmeters voor sterke schokken, een microfoon voor geluid in de lucht en een ongebruikelijk apparaat genaamd een ringlasergyroscoop (bijnaam GINGERINO) dat kleine draaiingsbewegingen van de aardkorst meet.

Langzame opbouw vóór de luide nacht

Het verhaal van de knal in 2023 begint maanden eerder. De lente van 2023 bracht uitzonderlijk veel regen naar het Gran Sasso‑plateau—een van de natste maanden in meer dan tien jaar. Vanaf mei lieten één bron (Tempera) en de diepe druksensor in de tunnel beide een snelle en gestage stijging van het waterpeil en de druk zien, terwijl verder weg gelegen uitgangen weinig veranderden. Dit patroon wees op snel reagerende ondergrondse kanalen die werden geactiveerd nabij de kern van de berg, waarschijnlijk karstconduits—natuurlijke pijpen uitgesleten in het gesteente. In diezelfde periode begon de ringlasergyroscoop ongewoon ruisachtige signalen te tonen, alsof het gesteente eromheen sterkere of frequentere subtiele bewegingen onderging dan normaal, en werd het water bij de noordelijke tunnel merkbaar troebeler, wat duidde op verstoorde stroompaden.

Het moment dat de berg sprak

Op 14 augustus 2023 om 22:00 UTC maakte de berg zich abrupt kenbaar. Een scherpe, secondenlange knal werd in het laboratorium gehoord en tegelijkertijd door veel instrumenten vastgelegd. Seismometers en versnellingsmeters registreerden een korte, sterke puls met een kleine eerdere aankomst, wat overeenkomt met een uitbarsting in het gesteente gevolgd door geluidsgolven die vrijwel onmiddellijk door de lucht in de tunnels reisden. De gyroscoop registreerde een dramatische piek in rotatiebeweging, groot genoeg om zijn laser tijdelijk te verstoren, en zijn optische uitlijning schoof plotseling, wat duidde op een sterke mechanische verstoring. De microfoon ving geluid op over een breed frequentiespectrum, van lage rommels tot hogere tonen. Vrijwel tegelijkertijd begon de diepe druksensor in de tunnel een snelle daling te tonen—equivalent aan het verliezen van ongeveer 70 centimeter waterkolom in ruwweg een dag—gevolgd door een lichte toename van de waterafvoer uit de tunnel een paar dagen later.

Wat waarschijnlijk ondergronds gebeurde

Door deze onafhankelijke aanwijzingen in tijd en ruimte op elkaar af te stemmen, betogen de auteurs dat de knal geen conventionele aardbeving was, maar een plotselinge herschikking in het door water gevulde bretter‑ en klovenstelsel zeer dicht bij het laboratorium. De meest aannemelijke scenario’s zijn dat een breuk die als barrière fungeerde plotseling schoof of openging, of dat een eerder verstopte karstconduit door de uitzonderlijk hoge waterdruk werd open gedrukt. Hoe dan ook, water stroomde waarschijnlijk in een nieuw pad, waardoor druk werd vrijgegeven, sediment werd opgewerveld en een gecombineerde door gesteente gedragen schok en luide akoestische knal werden uitgezonden die alle instrumenten detecteerden.

Waarom dit ertoe doet voor bergen en mensen

Voor niet‑specialisten toont het werk aan dat bergen geen starre monolieten zijn maar levende systemen waarin water, gesteente en zelfs kleine rotatiebewegingen met elkaar verweven zijn. De studie laat zien dat het combineren van traditionele hydrogeologie met geavanceerde instrumenten zoals ringlasergyroscopen langzaam opgebouwde processen en plotselinge vrijgaven kan onthullen die anders onopgemerkt zouden blijven. Dergelijke gebeurtenissen kunnen grondwaterstromen subtiel herleiden, de veiligheid en exploitatie van tunnels en ondergrondse laboratoria beïnvloeden en wijzen op voortdurende geologische aanpassing binnen het massief. Door één schrikbarend geluid als een multi‑sensorexperiment te behandelen, openen de onderzoekers een weg om het innerlijke leven van bergen in realtime te volgen.

Bronvermelding: Barberio, M.D., Basti, A., Braun, T. et al. Multi-sensor monitoring of a transient event in the Gran Sasso aquifer, Italy. Sci Rep 16, 8221 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-33923-6

Trefwoorden: Gran Sasso-aquifer, bergknal, ringlasergyroscoop, karstgrondwater, multi-sensorbewaking