20Aardbevingen

Op de ochtend van 26 december 2004 brak onder de zee voor de noordwestpunt van Sumatra, in Indonesië, het gesteente langs een breuk: het was een van de grootste aardbevingen die ooit zijn gemeten. Aan de nabije kust van Sumatra rees de zee op in golven tot $51\,\mathrm{m}$ hoog, die tot $5\,\mathrm{km}$ landinwaarts spoelden. In de uren daarna staken de golven de Indische Oceaan over en troffen ze de kusten van vijftien landen, tot in Afrika toe. Ongeveer 230 000 mensen kwamen om. Er was toen nog geen waarschuwingssysteem in de Indische Oceaan.

Hoe breekt gesteente? Hoe vinden wetenschappers binnen enkele minuten waar een aardbeving toesloeg en hoe groot ze was? En waarom rees de zee uren later op kusten waar niemand iets had gevoeld?

Wat je al weet

Een aardbeving is een plotseling schudden van de grond, veroorzaakt door gesteente dat diep onder de grond breekt en verschuift (Hoofdstuk 8). De buitenste schil van de Aarde bestaat uit platen, en 92 % van de grote aardbevingen vindt plaats op minder dan $300\,\mathrm{km}$ van een plaatgrens (Hoofdstuk 18). Als een aardbeving toeslaat, reizen er golven door het gesteente van de hele Aarde: een snellere soort (de P-golven) en een tragere soort (de S-golven); door hun aankomsttijden te meten, ontdekten wetenschappers de kern (Hoofdstuk 16).

20.1 Gesteente dat breekt

De platen bewegen een paar centimeter per jaar, maar hun randen zijn ruw: ze haken in elkaar terwijl de rest van de platen blijft bewegen. Het gesteente bij de rand buigt een beetje door, zoals een liniaal die je aan beide uiteinden indrukt, en slaat energie op. Als de duw uiteindelijk de wrijving overwint, schiet het gesteente in één keer los en verschuift het: die plotselinge verschuiving is de aardbeving.

Definitie 20.1 (Breuk)

Een breuk is een scheur in het gesteente waarlangs de twee blokken aan weerszijden ten opzichte van elkaar zijn verschoven. Tijdens een aardbeving schuiven de blokken plotseling langs de breuk; hoe groter de breuk en de verschuiving, hoe groter de aardbeving.

Een plaatgrens bestaat uit veel breuken, en de meeste aardbevingen ter wereld vinden daarop plaats. Maar er zijn ook breuken binnen de platen, en ook daarvan kunnen sommige plotseling verschuiven. Als een grote breuk dicht bij het oppervlak verschuift, is de verschuiving op de grond te zien: een trede in een akker, een weg die in tweeën is gesneden, een hek of een rij bomen die zijwaarts is verschoven.

Definitie 20.2 (Haard en epicentrum)

De haard van een aardbeving is de plek onder de grond, op de breuk, waar de verschuiving begint. Het epicentrum is het punt aan het aardoppervlak recht boven de haard.

De haard ligt vaak een paar kilometer tot een paar tientallen kilometers diep. Van de 7 031 aardbevingen met magnitude 6 of meer die tussen 1976 en 2025 zijn geregistreerd, hadden er 5 561 — 79 % — hun haard op minder dan $70\,\mathrm{km}$ diepte. Maar 483 begonnen op meer dan $300\,\mathrm{km}$ diepte, en de diepste op $688\,\mathrm{km}$: deze diepe aardbevingen vinden plaats waar een plaat onder een andere zakt, binnen de zakkende plaat.

Een grote aardbeving komt zelden alleen. Vaak volgen er op dezelfde plek kleinere, de naschokken, wekenlang, maandenlang en zelfs jarenlang. Soms gaan er kleinere aardbevingen aan vooraf, maar niemand kan zeggen dat het waarschuwingen waren voordat de grote heeft plaatsgevonden: wetenschappers kunnen aardbevingen niet voorspellen. Ze kunnen alleen zeggen welke breuken ooit opnieuw zullen verschuiven, en mensen helpen zich voor te bereiden.

20.2 Een aardbeving registreren

Definitie 20.3 (Seismometer en seismogram)

Een seismometer is een instrument dat het schudden van de grond registreert. Zijn registratie, een kronkelige lijn uitgezet tegen de tijd, is een seismogram.

Het idee van een seismometer is eenvoudig. Een frame is stevig aan de grond bevestigd; daaraan hangt een zwaar gewicht aan een veer. Als de grond schudt, schudt het frame mee, maar het zware gewicht, dat alleen door zijn veer wordt vastgehouden, blijft bijna stil hangen. Het instrument registreert de beweging van het frame ten opzichte van het stilhangende gewicht: dat is de beweging van de grond. In de tekening hieronder schrijft een pen die aan de massa vastzit die beweging op papier dat om een draaiende trommel is gewikkeld.

Hoe ver weg was de aardbeving?

Een seismogram vertelt meer dan “de grond schudde”. De snellere golven komen altijd eerst aan en de tragere daarna. Dicht bij de haard komen ze bijna tegelijk aan; ver weg raken de tragere golven steeds verder achter, net zoals tijdens een onweer de donder verder achter de bliksem aan komt als het onweer ver weg is. De vertraging tussen de twee aankomsten geeft dus de afstand tot de aardbeving.

Hoeveel kilometer voor elke seconde vertraging? Dat hangt af van de snelheden van de twee golven in het gesteente dat ze doorkruisen. Met de snelheden van het referentiemodel van de Aarde (Hoofdstuk 16) betekent elke seconde vertraging ongeveer $7\,\mathrm{km}$ in de bovenste aardkorst en $9\,\mathrm{km}$ in de onderste aardkorst. In de oefeningen van dit hoofdstuk gebruiken we de ronde waarde van $8\,\mathrm{km}$ voor elke seconde.

Methode 20.4 (Het epicentrum vinden met drie stations)

1. Lees op het seismogram van elk station de vertraging af tussen de aankomst van de snellere golven en de aankomst van de tragere.
2. Zet elke vertraging om in een afstand (hier: $8 \times$ de vertraging in seconden, in kilometer).
3. Teken op een kaart rond elk station een cirkel met als straal de afstand van dat station. Het epicentrum ligt ergens op elke cirkel.
4. Met twee cirkels zijn er meestal twee mogelijke punten; de derde cirkel gaat maar door een van beide: dat is het epicentrum.

Voorbeeld 20.5 (Drie cirkels)

Drie stations registreren dezelfde aardbeving. De vertragingen zijn $10\,\mathrm{s}$ bij station M1, $11.25\,\mathrm{s}$ bij M2 en $9.75\,\mathrm{s}$ bij M3. De afstanden zijn $8 \times 10 = 80\,\mathrm{km}$, $8 \times 11.25 = 90\,\mathrm{km}$ en $8 \times 9.75 = 78\,\mathrm{km}$. De drie cirkels, hieronder getekend, snijden elkaar in één punt: het epicentrum.

20.3 Hoe groot? Magnitude en intensiteit

Twee verschillende getallen beschrijven een aardbeving, en ze worden vaak verward.

Definitie 20.6 (Magnitude)

De magnitude van een aardbeving meet haar grootte: de energie die bij de bron vrijkomt. Ze wordt uit de seismogrammen berekend. Elke aardbeving heeft één enkele magnitude, geschreven met één decimaal, zoals 6.3 of 9.1.

Definitie 20.7 (Intensiteit)

De intensiteit van een aardbeving op een plek beschrijft hoe hevig de grond daar schudde, op basis van wat mensen voelden en de schade die ze zagen. Ze wordt geschreven in Romeinse cijfers, van I (niet gevoeld) tot XII (totale verwoesting). Eén aardbeving heeft veel intensiteiten: op elke plek een andere.

De schaal van de magnitude stijgt snel. Elke stap van 1 in magnitude betekent golven die ongeveer 10 keer groter zijn op het seismogram en ongeveer 32 keer meer vrijgekomen energie. Een aardbeving met magnitude 8 maakt ongeveer $32 \times 32 \approx 1000$ keer meer energie vrij dan een met magnitude 6.

Methode 20.8 (Twee magnitudes vergelijken)

Om de energie van twee aardbevingen te vergelijken, tel je de hele stappen tussen hun magnitudes en vermenigvuldig je voor elke stap één keer met 32: 1 stap, 32 keer; 2 stappen, ongeveer 1000 keer; 3 stappen, ongeveer 32 000 keer.

Voorbeeld 20.9 (Magnitude 9 en magnitude 7)

De aardbeving van 2004 voor de kust van Sumatra had een magnitude van 9.1. Een aardbeving met magnitude 7.1 is twee stappen kleiner: ze maakte ongeveer $32 \times 32 = 1024$, dus ongeveer 1000 keer, minder energie vrij.

De grootste aardbevingen die ooit zijn gemeten, vonden allemaal plaats waar een plaat onder een andere zakt: magnitude 9.5 in Chili op 22 mei 1960, 9.2 in Alaska in 1964, 9.1 voor de kust van Sumatra in 2004 en 9.1 voor de kust van Japan op 11 maart 2011. Grote aardbevingen zijn zeldzaam, en hoe groter ze zijn, hoe zeldzamer, zoals het diagram laat zien: bij elke stap omhoog in magnitude ongeveer tien keer minder.

De intensiteitsschaal heeft geen formule: het is een lijst van wat er gebeurt. De tabel geeft haar in verkorte vorm.

De intensiteit is meestal het hoogst bij het epicentrum en neemt af met de afstand. Maar ze hangt ook af van de ondergrond: vast gesteente schudt het minst, zachte modder het meest. Een stad die op zachte grond is gebouwd, kan harder schudden dan een andere stad die dichter bij het epicentrum ligt maar op gesteente is gebouwd.

20.4 Tsunami’s

Definitie 20.10 (Tsunami)

Een tsunami is een reeks zeegolven die op gang wordt gebracht door een plotselinge beweging van de zeebodem — meestal een aardbeving onder de zee, soms een uitbarsting — en die hele oceanen kan oversteken en de kusten kan overstromen.

Als een breuk onder de zee plotseling verschuift, beweegt de zeebodem plotseling omhoog of omlaag, en tilt hij de hele waterkolom erboven op of laat hij die zakken. Het water verspreidt zich in golven. Op de diepe oceaan is een tsunami verrassend: hij is zelden hoger dan een meter, en schepen merken niet eens dat hij onder hen door gaat. Maar hij is snel: meer dan $800\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$, zo snel als een straalvliegtuig. Als hij ondiep water bij de kust bereikt, vertraagt hij tot 30 of $50\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ — nog altijd sneller dan iemand kan rennen — en wordt hij hoger. De meeste tsunami’s zijn bij de kust minder dan $3\,\mathrm{m}$ hoog; de grootste worden meer dan $30\,\mathrm{m}$. De eerste golf is niet altijd de grootste, en de golven kunnen urenlang blijven komen.

Voorbeeld 20.11 (Van Sumatra naar Sri Lanka)

Colombo, de grootste stad van Sri Lanka, ligt ongeveer $1830\,\mathrm{km}$ van het epicentrum van de aardbeving van 2004. Met $800\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ legt een tsunami deze afstand af in $1830 \div 800 \approx 2.3$ uur, dat is ongeveer 2 uur en 17 minuten. Niemand in Sri Lanka voelde de aardbeving: de golf kwam zonder enige andere waarschuwing dan die van de zee zelf.

Opmerking 20.12 (De waarschuwing die de zee geeft)

Aan een kust kunnen drie tekenen een tsunami aankondigen: een sterke of lange aardbeving; de zee die zich vreemd gedraagt — een plotselinge overstroming, of water dat zich ver van de kust terugtrekt en de zeebodem blootlegt als bij heel laag tij; of een luid gebulder dat van de oceaan komt. Bescherm jezelf tijdens het schudden zoals je hebt geleerd (bukken, dekken, vasthouden). Wacht daarna niet op een officiële waarschuwing: ga meteen zo hoog, of zo ver landinwaarts, als je kunt. Een tsunami van een nabije aardbeving kan binnen enkele minuten aankomen.

20.5 Oefeningen

Oefening 20.1 ★

Koppel elk woord aan zijn betekenis: breuk; haard; epicentrum; seismometer; magnitude; intensiteit. (a) De plek onder de grond waar de verschuiving begint. (b) Hoe hevig de grond op één plek schudde. (c) Een scheur in het gesteente waarlangs de twee kanten zijn verschoven. (d) Het punt aan het oppervlak boven de haard. (e) De grootte van een aardbeving, één getal per aardbeving. (f) Een instrument dat het schudden van de grond registreert.

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.1.

(a) haard; (b) intensiteit; (c) breuk; (d) epicentrum; (e) magnitude; (f) seismometer.

Oefening 20.2 ★

De haard van een aardbeving ligt $30\,\mathrm{km}$ recht onder een dorp. (a) Waar ligt het epicentrum? (b) Hoe ver ligt het dorp van de haard? (c) Een tweede dorp ligt $40\,\mathrm{km}$ van het epicentrum. Zal de intensiteit daar meestal hoger of lager zijn dan in het eerste dorp? Waarom?

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.2.

(a) In het dorp zelf: het epicentrum is het punt aan het oppervlak recht boven de haard. (b) $30\,\mathrm{km}$, recht naar beneden. (c) Meestal lager: het schudden wordt zwakker met de afstand. (Het hangt ook af van de ondergrond: op zachte modder zou het tweede dorp toch hevig kunnen schudden.)

Oefening 20.3 ★

Magnitude of intensiteit? (a) “De aardbeving had een sterkte van 6.8.” (b) “In onze straat viel al het servies kapot en brak een schoorsteen.” (c) “Het was VI in de stad en IV in de dorpen in de heuvels.” (d) “Ze maakte 32 keer meer energie vrij dan die van vorig jaar.”

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.3.

(a) Magnitude (een getal met één decimaal). (b) Intensiteit (wat er op één plek werd gezien). (c) Intensiteit (Romeinse cijfers, verschillend op twee plekken). (d) Magnitude: de vrijgekomen energie, één stap in magnitude meer.

Oefening 20.4 ★

Waar of niet waar? Verbeter de onware uitspraken. (a) Wetenschappers kunnen een week van tevoren zeggen wanneer een aardbeving zal toeslaan. (b) Op de open oceaan is een tsunami een enorme muur van water. (c) Eén aardbeving heeft één enkele magnitude maar veel intensiteiten. (d) De meeste grote aardbevingen vinden plaats in de buurt van plaatgrenzen.

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.4.

(a) Niet waar: wetenschappers kunnen aardbevingen niet voorspellen; ze weten alleen welke breuken ooit opnieuw zullen verschuiven. (b) Niet waar: op de open oceaan is een tsunami zelden hoger dan een meter; hij groeit bij de kust. (c) Waar. (d) Waar: 92 % van de aardbevingen met magnitude 6 of meer vindt plaats op minder dan $300\,\mathrm{km}$ van een plaatgrens.

Oefening 20.5 ★★

Gebruik het diagram van de aardbevingen per jaar. (a) Ongeveer hoeveel aardbevingen met magnitude 6 tot 6.9 vinden er in een jaar plaats? En met magnitude 7 tot 7.9? (b) Hoeveel keer minder zijn er van de tweede soort dan van de eerste? (c) Tel de drie staven vanaf 7 op: ongeveer hoeveel aardbevingen met magnitude 7 of meer vinden er in een jaar plaats? (d) Het diagram geeft 0.04 per jaar voor magnitude 9 of meer. Hoeveel is dat in 50 jaar?

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.5.

(a) Ongeveer 127 per jaar met magnitude 6 tot 6.9; ongeveer 13 met magnitude 7 tot 7.9. (b) $126.7 \div 13.12 \approx 9.7$: ongeveer 10 keer minder. (c) $13.12 + 0.76 + 0.04 = 13.92$: ongeveer 14 per jaar. (d) $0.04 \times 50 = 2$: twee in 50 jaar (Sumatra 2004 en Japan 2011).

Oefening 20.6 ★★

Gebruik de methode om magnitudes te vergelijken. (a) Hoeveel keer meer energie maakt een aardbeving met magnitude 7 vrij dan een met magnitude 6? (b) En een met magnitude 8 dan een met magnitude 6? (c) Hoeveel keer groter zijn de golven op het seismogram, op dezelfde afstand, tussen magnitude 6 en 8?

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.6.

(a) Eén stap: 32 keer. (b) Twee stappen: $32 \times 32 = 1024$, ongeveer 1000 keer. (c) Elke stap maakt de golven 10 keer groter: $10 \times 10 = 100$ keer groter.

Oefening 20.7 ★★

Gebruik $8\,\mathrm{km}$ voor elke seconde vertraging tussen de snellere en de tragere golven. (a) Een station registreert een vertraging van $5\,\mathrm{s}$. Hoe ver weg was de aardbeving? (b) Een ander registreert $25\,\mathrm{s}$. (c) Een aardbeving vond plaats op $120\,\mathrm{km}$ van een station: welke vertraging leest het station af? (d) Waarom kan één station alleen niet zeggen waar het epicentrum ligt?

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.7.

(a) $8 \times 5 = 40\,\mathrm{km}$. (b) $8 \times 25 = 200\,\mathrm{km}$. (c) $120 \div 8 = 15\,\mathrm{s}$. (d) Eén station geeft alleen een afstand, geen richting: alle punten op die afstand vormen een cirkel rond het station, en het epicentrum kan overal op die cirkel liggen.

Oefening 20.8 ★★

Gebruik de intensiteitstabel. Geef de intensiteit bij elk verslag. (a) “Door bijna iedereen gevoeld; we werden wakker en er braken twee glazen.” (b) “Alleen mijn oma, die boven lag te rusten, voelde het; de lamp schommelde.” (c) “Muren en schoorstenen vielen om; verscheidene huizen stortten gedeeltelijk in.” (d) Dezelfde aardbeving leverde de verslagen (a) en (c) op. Leg uit hoe dat mogelijk is.

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.8.

(a) V. (b) II. (c) VIII. (d) De intensiteit verschilt van plek tot plek: verslag (c) komt van een plek dicht bij het epicentrum, of gebouwd op zachte grond; verslag (a) van een plek verder weg, of op vast gesteente. De aardbeving heeft toch maar één magnitude.

Oefening 20.9 ★★

Van de 7 031 aardbevingen met magnitude 6 of meer uit 1976–2025 hadden er 5 561 hun haard op minder dan $70\,\mathrm{km}$ diepte. (a) Hoeveel hadden een diepere haard? (b) Welk percentage is dat? Rond af op een heel getal. (c) De diepe vinden plaats waar een plaat onder een andere zakt. Leg uit waarom ze daar zo diep kunnen beginnen.

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.9.

(a) $7031 - 5561 = 1470$. (b) $1470 \div 7031 \approx 0.209$: ongeveer 21 %. (c) De zakkende plaat duikt diep de mantel in. Ze is nog stijf genoeg om te breken, dus kunnen er aardbevingen in ontstaan, honderden kilometers diep.

Oefening 20.10 ★★

Malé, de hoofdstad van de Malediven, ligt ongeveer $2500\,\mathrm{km}$ van het epicentrum van de aardbeving van 2004. (a) Hoe lang deed de tsunami er met $800\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ over om de stad te bereiken? Geef uren en minuten. (b) Hoeveel later kwam hij aan dan in Colombo (2 uur 17 minuten)? (c) Waarom had een waarschuwingssysteem met zulke tijden veel levens kunnen redden?

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.10.

(a) $2500 \div 800 = 3.125$ uur: 3 uur en $0.125 \times 60 = 7.5$ minuten, ongeveer 3 uur 8 minuten. (b) 3 u 8 min $-$ 2 u 17 min $=$ 51 minuten later. (c) De golf deed er uren over om aan te komen, terwijl een grote aardbeving onder de zee binnen enkele minuten wordt gelokaliseerd: een waarschuwing had de mensen naar hoger gelegen grond kunnen sturen, lang voordat de golf kwam.

Oefening 20.11 ★★★

Een tsunami legt $400\,\mathrm{km}$ diepe oceaan af met $800\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$, en daarna de laatste $20\,\mathrm{km}$ ondiep water met $40\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$. (a) Hoeveel minuten doet hij over het diepe deel? (b) En over het ondiepe deel? (c) Hoe lang duurt de hele tocht? (d) Wat is verrassend aan je antwoorden? (e) Waarom wordt de golf hoger als hij vertraagt?

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.11.

(a) $400 \div 800 = 0.5$ uur: 30 minuten. (b) $20 \div 40 = 0.5$ uur: 30 minuten. (c) 60 minuten. (d) De laatste $20\,\mathrm{km}$ duren even lang als de eerste $400\,\mathrm{km}$: de golf vertraagt enorm in ondiep water. (e) Het front van de golf vertraagt terwijl het water erachter nog snel aankomt: het water stapelt zich op, en de golf wordt hoger.

Oefening 20.12 ★★★

(a) Hoeveel keer meer energie maakt een aardbeving met magnitude 9 vrij dan een met magnitude 6? (b) Elk jaar zijn er ongeveer 127 aardbevingen met magnitude 6 tot 6.9. Stel dat elk daarvan de energie van een magnitude 6 vrijmaakt. Hoeveel jaar van zulke aardbevingen is er nodig om de energie van één aardbeving met magnitude 9 vrij te maken? (c) Wat zegt dit over het aandeel van de energie dat de allergrootste aardbevingen voor hun rekening nemen?

Oplossing

Oplossing van Oefening 20.12.

(a) Drie stappen: $32 \times 32 \times 32 = 32\,768$, ongeveer 33 000 keer. (b) $32\,768 \div 127 \approx 258$: ongeveer 260 jaar van alle aardbevingen met magnitude 6 ter wereld. (c) Bijna alle energie komt vrij bij de paar allergrootste aardbevingen: één enkele aardbeving met magnitude 9 weegt op tegen eeuwen van aardbevingen met magnitude 6.

20.6 Probleem: Waar schudde de grond?

Probleem 20.1

Weekendprobleem — drie stations registreren een aardbeving onder de zee, het epicentrum wordt op de kaart gevonden, en de stad Port Hale wordt gewaarschuwd voordat de tsunami aankomt

Onder de zee voor een verzonnen kust vindt een aardbeving plaats. Drie seismometerstations, A, B en C, staan op het land; de stad Port Hale ligt op een eiland (kaart hieronder; één hokje is $20\,\mathrm{km}$). In deze streek betekent elke seconde vertraging tussen de snellere en de tragere golven $8\,\mathrm{km}$. De stations registreren:

station	snellere golven komen aan	tragere golven komen aan
A	10:15:25	10:15:45
B	10:15:16	10:15:29
C	10:15:19	10:15:34

Deel I — Drie stations.

1. Bepaal voor elk station de vertraging tussen de twee aankomsten, in seconden.
2. Welk station ligt het dichtst bij de aardbeving? Hoe zie je dat zonder te rekenen?
3. Bepaal de afstand van elk station tot de aardbeving.
4. De afstand van station A alleen zegt niet waar de aardbeving was. Beschrijf alle plaatsen die op deze afstand van A liggen.

Deel II — Het epicentrum vinden.

5. Eén hokje is $20\,\mathrm{km}$. Hoeveel hokjes is de straal van elke cirkel?
6. De hoek O ligt linksonder op de kaart. Station C ligt 3 hokjes ten oosten en 14.5 hokjes ten noorden van O; als je 6 hokjes ($120\,\mathrm{km}$) recht naar het oosten van C gaat, kom je bij een punt E. Controleer op de kaart dat E ook op de cirkels van A en B ligt: het is het epicentrum. Hoeveel hokjes ten oosten en ten noorden van O ligt het?
7. Ligt het epicentrum op het land of onder de zee? Waarom is dat van belang?
8. De magnitude was 7.4. Hoeveel keer meer energie dan een aardbeving met magnitude 6.4 maakte ze vrij?

Deel III — De golf bereikt de kust.

9. Op de kaart ligt Port Hale 12 hokjes van het epicentrum. Hoeveel kilometer is dat?
10. Hoeveel minuten doet de tsunami er met $800\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ over om Port Hale te bereiken?
11. Het lokaliseren van de aardbeving en het versturen van de waarschuwing duurt 5 minuten vanaf het begin van het schudden. Hoeveel tijd na de aardbeving bereikt de waarschuwing Port Hale?
12. Hoeveel minuten hebben de inwoners van Port Hale om hoger gelegen grond te bereiken voordat de tsunami aankomt?

Oplossing

Oplossing van Probleem 20.1.

1. A: $45 - 25 = 20$ s. B: $29 - 16 = 13$ s. C: $34 - 19 = 15$ s.

2. Station B: zijn vertraging is de kortste, en hoe korter de vertraging, hoe dichterbij de aardbeving. (Zijn snellere golven kwamen ook als eerste aan.)

3. A: $8 \times 20 = 160\,\mathrm{km}$. B: $8 \times 13 = 104\,\mathrm{km}$. C: $8 \times 15 = 120\,\mathrm{km}$.

4. Alle punten op $160\,\mathrm{km}$ van A: een cirkel met straal $160\,\mathrm{km}$ en middelpunt A. Het epicentrum ligt ergens op die cirkel.

5. A: $160 \div 20 = 8$ hokjes. B: $104 \div 20 = 5.2$ hokjes. C: $120 \div 20 = 6$ hokjes.

6. E ligt $3 + 6 = 9$ hokjes ten oosten en 14.5 hokjes ten noorden van O, op zee tussen de drie stations; de cirkels van A en B gaan erdoorheen.

7. Onder de zee. Een plotselinge beweging van de zeebodem kan een tsunami op gang brengen: de kusten en het eiland moeten worden gewaarschuwd.

8. Eén stap in magnitude: ongeveer 32 keer meer energie.

9. $12 \times 20 = 240\,\mathrm{km}$.

10. $240 \div 800 = 0.3$ uur, en $0.3 \times 60 = 18$ minuten.

11. 5 minuten na de aardbeving.

12. $18 - 5 = 13$: de inwoners van Port Hale hebben ongeveer 13 minuten om hoger gelegen grond te bereiken. (De golf vertraagt in het ondiepe water bij het eiland, wat iets meer tijd geeft, maar niemand mag daarop rekenen: ze vertrekken meteen.)