français
Nieuw onderzoek in het tijdschrift Science toont aan dat de “lockdown” maatregelen, die in de lente van 2020 werden genomen om de verspreiding van COVID-19 in te dijken, seismische ruis in stedelijke gebieden rond de wereld tot wel 50% deed dalen.
Seismische ruis wordt gemeten door seismometers. Dat zijn gevoelige instrumenten die trillingen – beter bekend als seismische golven – registreren die zich door de grond voortbewegen. Traditioneel richt seismologie zich op het meten van seismische golven die ontstaan door aardbevingen. In stedelijke gebieden worden seismische golven echter sterk “vervuild” door hoogfrequente trillingen (seismische ruis) die door de mens aan de oppervlakte worden veroorzaakt. Door onze verplaatsingen, het dagelijkse verkeer, het openbaar vervoer, zware industriële activiteiten en bouwwerkzaamheden creëert de mens unieke seismische signalen in de ondergrond. Het gezoem is sterker overdag dan ’s nachts en zwakker tijdens het weekend dan tijdens weekdagen.
Het jaar van de stilte
Door seismische ruis tijdens de lockdown te vergelijken met maanden- tot jarenlange datasets van meer dan 300 seismische stations over de hele wereld, toont de studie aan dat in 2020 in vele verstedelijkte gebeiden een golf van stilte door de ondergrond trok. Die stilte begon eerst in China, daarna in Italië, en vervolgens in de rest van de wereld. De ruisvermindering is het resultaat van de fysieke en sociale corona-maatregelen, de verminderde economische en industriële activiteit, een vermindering van het toerisme, en de daarmee gepaard gaande reisbeperkingen. De seismische stilteperiode die we achter de rug hebben in 2020 is de langste en meest prominente periode waarin wereldwijd zo’n sterke vermindering in antropogene seismische ruis gemeten werd.
In 2020 is het aantal aardbevingen niet afgenomen, maar de daling van het antropogene “gezoem” is ongekend. De sterkste seismische ruisvermindering vond plaats in stedelijke gebieden. Seismische sensoren onder de grond in boorgaten tonen bovendien aan dat de invloed van de lockdown tot wel honderden meters diep kon worden geïdentificeerd. Niet alleen in dichtbevolkte gebieden, maar ook in meer afgelegen gebieden in Afrika, werd een ruisvermindering gemeten.
De studie vond bovendien een sterke overeenkomst tussen de ruisvermindering en mobiliteitsdata, verzamekd door Google en Apple. Die overeenkomst toont aan dat openbare seismische gegevens gebruikt kunnen worden om menselijke activiteiten in bijna-realtime te volgen. Zo kunnen de effecten van de lockdown en de versoepelingsmaatregelingen beter worden begrepen, zonder dat er rekening moet gehouden worden met potentiële privacykwesties.
De milieueffecten van de wereldwijde lockdowns zijn groot en gevarieerd, zoals een verminderde uitstoot van schadelijke stoffen in de atmosfeer en verminderde verkeers- en geluidsoverlast voor mens en dier. De lockdown wordt daarom nu al de “antropauze“. genoemd. De nieuwe studie in Science is de eerste die een bijna gelijktijdige demping van de seismische ruis ontdekte wereldwijd en die de impact van de antropauze beschrijft op een globale schaal.
Belgisch initiatief
De studie kwam er op initiatief van dr. Thomas Lecocq, seismoloog aan de Koninklijke Sterrenwacht van België, toen die besloot zijn methode om de ruis te visualiseren te delen met seismologen uit de hele wereld. Dat bleek ook de snelste manier om seismologische gegevens van over de hele wereld te analyseren, wat een unieke samenwerking opleverde tussen de 76 auteurs, komende uit 66 onderzoeksinstellingen in 27 landen. De hoofdauteurs van de studie zijn werkzaam in België, het Verenigd Koninkrijk, Nieuw-Zeeland en Mexico.
Er zijn vele duizenden seismometers werkzaam over de hele wereld. De gebruikte gegevens zijn zowel afkomstig van hoogwaardige seismische netwerken als van seismische sensoren die door individuen en scholen zijn geïnstalleerd en wiens gegevens wereldwijd worden gedeeld met de seismologische gemeenschap.
Seismologen Thomas Lecocq en Koen Van Noten van de Koninklijke Sterrenwacht van België leidden de studie. De data van het Ukkelse seismische Station UCCS lagen aan de basis van de studie. Benoît Fauville van Leefmilieu Brussel droeg bij met geluidsdata afkomstig van microfoons geïnstalleerd in Brussel. De daling in geluid tijdens de lockdown (= een stillere stad) kwam bijzonder goed overeen met de daling in seismische ruis.
Belang van de studie
Zal de stille periode van seismische ruis in 2020 het mogelijk maken om nieuwe types van seismische golven te registreren? De studie heeft het eerste bewijs geleverd dat aardbevingssignalen die in stedelijke gebieden overdag verborgen bleven, tijdens de lockdown veel duidelijker zichtbaar werden voor seismometers. De auteurs van de studie hopen dat hun werk zal leiden tot verder onderzoek naar de impact van de lockdown op seismische signalen. Het vinden van vroeger verborgen signalen van aardbevingen en vulkanen en het identificeren van het menselijke “gezoem” zal daarbij een belangrijk doel zijn.
Met een wereldwijde toenemende verstedelijking en bevolking zullen meer mensen in geologisch gevaarlijke gebieden gaan wonen. Daarom wordt het belangrijker dan ooit om de antropogene seismische ruis te karakteriseren, zodat seismologen beter kunnen luisteren naar de aarde, en vooral in steden grondbewegingen beter kunnen meten.