Stressgemedieerde multi-breuk dynamiek van de aardbevingsreeks van Kahramanmaraş 2023, Turkije

Waarom deze dubbele aardbeving ertoe doet

In februari 2023 troffen twee enorme aardbevingen het zuidoosten van Turkije binnen enkele uren van elkaar, waarbij tienduizenden mensen omkwamen en hele steden verwoest werden. Deze studie stelt een ogenschijnlijk eenvoudige vraag met grote implicaties voor de openbare veiligheid: waarom braken twee aangrenzende breuken zo snel na elkaar, en maakte de eerste ramp de tweede mogelijkerwijs waarschijnlijker? Door na te gaan hoe spanning zich over twee eeuwen langzaam ophoopte en vervolgens plotseling verschoof tijdens de gebeurtenissen van 2023, laten de auteurs zien hoe de ene aardbeving de andere kan voorbereiden en vervolgens ontgrendelen, waardoor een enkele ramp verandert in een opeenvolgende reekssituatie.

Lang geheugen verborgen in het gesteente

Aardbevingen komen niet uit het niets. Elke beving verandert het spanningsveld in de korst enigszins, waardoor sommige breuken worden belast en andere worden ontlugd. Het team herbekekeek een eerder model van deze spanningsveranderingen voor het oosten van Turkije en werkte het bij met nieuwe historische gegevens, breukaarten en moderne seismologie. Ze volgden hoe spanning zich ophoopte door een reeks grote bevingen beginnend in 1822, inclusief zowel de plotselinge schokken tijdens elk evenement als de langzame, kruipende aanpassingen die daarna diep in de korst plaatsvonden. Dit stelde hen in staat in te schatten hoe sterk verschillende breuksegmenten waren "geprimed" op de vooravond van de ramp in 2023, lang voordat de grond daadwerkelijk begon te beven.

De eerste schok: een breuk die klaarstond

De initiële magnitude 7,8 Kahramanmaraş-beving begon niet op de bekende hoofdfout, maar op een kleiner nabijgelegen segment genaamd de Narlı-breuk. Hun berekeningen laten zien dat deze breuk twee eeuwen lang geleidelijk werd belast, vooral door de grote aardbeving van 1822. Toen ze uiteindelijk brak, had de aangrenzende Pazarcık-sectie van de hoofd East Anatolian Fault al hoge spanningsniveaus bereikt. De Narlı-breuk voegde nog een zet toe, waardoor de spanning verder toenam en het breukvlak enkele seconden later naar Pazarcık kon overslaan. Langs een deel van dit segment waren de spanningen hoog en relatief uniform, voorwaarden die laboratorium- en computermodellen suggereren als ideaal voor extreem snelle, "super-shear" rupturen die hun eigen seismische golven inhalen, zoals werd waargenomen in het noordoosten. Daarentegen, in het zuidwesten waar het spanningspatroon meer ongelijkmatig en lokaal zelfs negatief was, bewoog de ruptuur langzamer.

Barrières, schaduwen en de tweede grote beving

Niet elke naburige breuk stond op het punt te falen. Het Amanos-segment, dat na Pazarcık brak, lag aanvankelijk in wat de auteurs beschrijven als een spannings"schaduw", waarbij delen ervan door eerdere gebeurtenissen een verminderde spanning ondervonden. Toch keerde het gecombineerde effect van de Narlı- en Pazarcık-rupturen dit beeld om, waardoor het grootste deel van Amanos sterk werd belast en een langzamere, sub-shear ruptuur mogelijk werd. Het werkelijk verrassende verhaal betreft echter de magnitude 7,6 Elbistan-aardbeving die negen uur later volgde op een andere, ruwweg oost–west gerichte breuk. Voor 2023 verkeerde het grootste deel van deze breuk in een ongunstige staat, met spanningsveranderingen die eerder de neiging hadden falen te remmen dan te bevorderen.

Hoe de ene beving de ander ontklemde

De modellen tonen aan dat de hoofdbreuk van Kahramanmaraş de omstandigheden op de Elbistan-breuk dramatisch herschikte. In plaats van haar vooral zijwaarts te duwen, "ontklemde" de eerste beving de tweede breuk door de samenknijpende kracht die haar gesloten hield over een groot gebied met meer dan tien bar druk te verminderen. Hoewel de toename in zijwaartse schuifkracht bescheiden was, kantelde deze vermindering van de klemspanning, gecombineerd met subtiele veranderingen in de gemiddelde spanning die de poreusheidsdruk in gesteente regelt, de balans. De auteurs suggereren dat poreuze vloeistoffen mogelijk naar zones migreerden waar de korst licht werd uitgerekt, wat de breuk verder verzwakte. Als gevolg daarvan werd een eerder ongunstige breuk omgevormd tot een met een positief geheelbeeld van spanningsverandering, waardoor ze snel kon breken, opnieuw met segmenten die zich met super-shear-snelheden bewogen.

Wat dit betekent voor toekomstig risico

De studie concludeert dat de ramp van 2023 niet begrepen kan worden door alleen naar eenvoudige "seismische gaten" te kijken of door elke breuk geïsoleerd te beschouwen. In plaats daarvan kunnen zowel langetermijnbelasting door historische aardbevingen als kortetermijnveranderingen door een grote schok samenkomen om complexe, opeenvolgende falingen over meerdere breuken te creëren. Voor niet-specialisten is de kernboodschap dat één grote aardbeving stilletjes de grond kan voorbereiden voor een volgende door spanningen te verschuiven en aangrenzende breuken losser te maken, zelfs als die breuken eerder relatief veilig leken. Het herkennen en modelleren van deze verborgen verbindingen is essentieel als we aardbevingsvoorspellingen willen verbeteren en beter willen anticiperen wanneer een enkel groot evenement kan uitmonden in een dodelijke dubbele beving of zelfs een kettingreactie.

Bronvermelding: Nalbant, S.S., Uzunca, F., Main, I.G. et al. Stress-mediated multi-fault rupture dynamics of the 2023 Kahramanmaraş earthquake sequence, Türkiye. Sci Rep 16, 10705 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45723-7

Trefwoorden: aardbevingsuitlokking, breukinteracties, Coulomb-spanning, Kahramanmaraş-reeks, seismisch risico