Haven en hervestiging op een actieve plaatgrens
De eilandengroep Maroa ligt in de Grote Oceaan, 60 km zuidelijk van een trog waar de zee 7.800 m diep is. De aardbevingen in de regio zijn ondiep (10–30 km) bij de trog en worden zuidwaarts steeds dieper: onder het zuidelijk deel van het hoofdeiland bereiken ze 560 km. De tien actieve vulkanen liggen op een rechte rij op ongeveer 160 km zuidelijk van de trog. Langs de noordkust liggen vier koraalterrassen, het hoogste 26 m boven zee; peilschalen tonen dat de noordkust sinds 1990 met 1 mm per jaar stijgt en de zuidkust met 3 mm per jaar daalt. De hoofdstad Kaloe (24.000 inwoners, 60% van de huizen in hout en riet, één kustweg, geen hoger gelegen vluchtplaats) ligt op de noordkust. De overheid wil bij Kaloe een containerterminal bouwen. De noordkust heeft een rif en een geul van 9 m diep; de zuidkust heeft diep water op 400 m uit de kust, maar daar liggen twee dorpen (1.400 inwoners) en is geen weg. De terminal vraagt een diepgang van 14 m en 40 hectare vlak land.
1. Leid uit de gegevens af welke plaat waar onder welke duikt. Betrek de trog, de diepte van de bevingen en de ligging van de vulkanen, en geef aan welke aanwijzing het zwaarst weegt.
Read the worked answer
Conclusie: een oceanische plaat duikt zuidwaarts onder de eilandboog; Maroa ligt dus op de bovenliggende plaat, aan de kant van het vasteland.
Stap voor stap:
- Een trog van 7.800 m diep op 60 km van de kust wijst op een plaat die steil naar beneden buigt. Een gewone continentale shelf haalt zulke diepten niet.
- De bevingen gaan van 10–30 km bij de trog naar 560 km onder het zuiden van het eiland. Die zone helt dus zuidwaarts: dit is de Wadati-Benioff-zone, en de bevingdiepte geeft de diepte van de slab.
- De vulkanenrij op 160 km zuidelijk van de trog past bij smelt boven een slab op ongeveer 100–150 km diepte: water uit de slab verlaagt het smeltpunt van de mantelwig.
- De vier koraalterrassen aan de noordkust (hoogste 26 m) horen bij een opgeheven voorboog; de dalende zuidkust (3 mm per jaar) past bij een bekken achter de boog.
Zwaarste aanwijzing: de systematisch toenemende bevingdiepte. Een diepe trog alleen kan ook bij een passieve continentrand voorkomen, maar bevingen op 560 km diepte kunnen alleen binnen een subducerende plaat ontstaan. Omdat de vier aanwijzingen dezelfde richting op wijzen, is de conclusie robuust en niet van één meting afhankelijk.
2. Kies een locatie voor de containerterminal: bij Kaloe op de noordkust of op de zuidkust. Weeg de eisen van de terminal (14 m diepgang, 40 ha) tegen de natuurramprisico's en noem één maatregel die het nadeel van je keuze verzacht.
Read the worked answer
Keuze: zuidkust, onder voorwaarden.
Noordkust (Kaloe) afgevallen:
- De geul is 9 m diep; voor 14 m diepgang is grootschalig baggeren nodig, met schade aan het rif en terugkerend onderhoud.
- Kaloe ligt op 60 km van de trog. Een tsunami legt die afstand in ongeveer 8–10 minuten af. Met 24.000 inwoners, 60% houten huizen, één kustweg en geen hoogte in de buurt is de opvangtijd vrijwel nul: de kans is klein, het gevolg is catastrofaal.
- De stijging van 1 mm per jaar is gunstig, maar weegt niet op tegen het tsunami- en baggernadeel.
Zuidkust:
- Diep water op 400 m: geen baggeren, grootste schepen kunnen aanleggen.
- De eilandmassa tussen trog en zuidkust dempt de golf en verlengt de aanlooptijd; het risico is duidelijk kleiner dan bij Kaloe.
- Nadeel: daling van 3 mm per jaar betekent 30 cm extra relatieve zeespiegelstijging per eeuw, bovenop de klimatologische stijging. De kade moet dus hoog en op palen worden aangelegd.
- Nadeel: er is geen weg en 1.400 mensen moeten wijken.
Verzachtende maatregel: leg de kade aan op een niveau dat 1 m boven de verwachte waterstand in 2100 ligt, met aardbevingsbestendige constructie en een verplichte ontsluitingsweg die tevens als evacuatieroute voor de zuidkust dient.
3. De overheid wil Kaloe beschermen en heeft € 40 miljoen. Beargumenteer met de risicobenadering (kans × gevolg) of dat geld naar een zeewering van 4 m rond de stad moet of naar een waarschuwingssysteem met verticale vluchtgebouwen.
Read the worked answer
Analyse van het risico:
- Kans: de stad ligt op een subdunductiezone met een herhalingstijd van eeuwen; uitgegaan van 1/300 per jaar is de kans klein.
- Gevolg: 24.000 mensen, grotendeels houten huizen, één weg, geen hoogte. Een golf van 5–10 m verwoest de stad volledig; het gevolg is dus maximaal.
- Het product (kleine kans × extreem gevolg) is groot genoeg om te investeren, maar de aard van het gevolg bepaalt de keuze van het middel.
Zeewering van 4 m is zwak:
- De golfhoogte bij de kust is onzeker en kan de 4 m ruim overschrijden; een te lage muur geeft schijnveiligheid en houdt mensen binnen.
- De muur beschermt niet tegen de aardbevingsschade vóór de golf en legt de evacuatieroute langs de kust vast.
Waarschuwing plus verticale vluchtgebouwen is robuuster:
- De waarschuwingstijd van 8–10 minuten is kort, maar voldoende om 300–500 m naar een gebouw van drie verdiepingen te lopen, mits er geoefend wordt.
- Verticale evacuatie werkt bij elke golfhoogte; de maatregel is dus niet afhankelijk van een aanname over de golfhoogte.
- Met € 40 miljoen zijn circa 20 vluchtgebouwen (€ 1,5 miljoen per stuk) plus een sirenenet en jaarlijkse oefeningen te betalen; een zeewering van 12 km kost een veelvoud.
Conclusie: investeer in waarschuwing, vluchtgebouwen en bouwvoorschriften; gebruik een deel van het geld voor een zeewering alleen op de laagste kwetsbare punten, niet als hoofdstrategie.