Source Mechanism of the Mw 6.4 Nicobar earthquake of July 28, 2025: constraints from GNSS and strong motion accelerograph observations

Diep onder het oppervlak van de aarde schuren enorme tektonische platen tegen elkaar, waarbij energie wordt opgeslagen die af en toe plotseling wordt vrijgegeven in gewelddadige verschuivingen die bekend staan als aardbevingen. In de Indische Oceaan creëert de grens waar de Indische plaat onder de Sunda-plaat duikt een zone van intense geologische activiteit. Wanneer deze platen verschuiven, kunnen ze krachtige trillingen genereren die de grond doen schudden en in sommige gevallen enorme hoeveelheden water kunnen verplaatsen om tsunamies te creëren. Voor wetenschappers is het begrijpen van de exacte manier waarop een breuk beweegt tijdens een aardbeving — of het nu een opwaartse beweging (thrust) is, waarbij één blok over een ander naar boven duwt, of een zijwaartse beweging (strike-slip), waarbij blokken langs elkaar glijden — cruciaal. Deze kennis helpt hen om het potentieel voor een tsunami in te schatten en het gevaar voor nabijgelegen kustgemeenschappen te beoordelen. Hoewel seismometers, die de grondschokken registreren, lang de primaire tool zijn geweest voor het bestudelen van deze gebeurtenissen, hebben ze een beperking: nabij een krachtige beving kan de schudding zo intens zijn dat de instrumenten overbelast raken en stoppen met het registreren van bruikbare gegevens. In de afgelopen jaren is er een andere technologie opgekomen die een krachtige partner vormt voor seismometers. Global Navigation Satellite Systems, of GNSS, waaronder de GPS die we gebruiken voor navigatie, kunnen nu de beweging van de grond in realtime met hoge precisie meten. In tegen tegenstelling tot seismometers verzadigen of breken deze satellietontvangers niet onder intense schuddingen; in plaats daarvan volgen ze de exacte positie van de grond terwijl deze beweegt, wat een helder beeld biedt van de vervorming, zelfs wanneer traditionele sensoren falen.

Op 28 juli 2025 trof een significante aardbeving met een magnitude van 6,4 de wateren ten westen van Great Nicobar Island in de Andaman en Nicobar archipel. Deze regio, die al getekend is door de verwoestende tsunami van 2004, blijft een plek van hoge seismische activiteit. De gebeurtenis van 2025 vond plaats in het frontale deel van de subductiezone, ongeveer 100 kilometer van de dichtstbijzijnde stad, Campbell Bay. Gelukkig veroorzaakte de beving geen tsunami en veroorzaakte het geen schade aan de nabijgelegen nederzettingen. Voor wetenschappers vormde de gebeurtenis echter zowel een unieke uitdaging als een kans. Het gebied heeft zeer weinig lokale seismometers; de dichtstbijzijnde betrouwbare station was meer dan 500 kilometer verwijderd, en slechts een handvol bestond binnen duizend kilometer. Deze schaarste betekende dat standaardmethoden voor het bepalen van het bronmechanisme van de aardbeving — de specifieke geometrie en richting van de breukverschuiving — moeilijk toe te passen waren met alleen lokale gegevens. Om dit puzzelstukje op te lossen, maakte een team van onderzoekers gebruik van een verspreid netwerk van snelle GNSS-stations en versnellingsmeters met sterke beweging die verspreid liggen over de eilanden. Deze instrumenten, beheerd door de Survey of India en het Indian National Centre for Ocean Information Services, registreerden de gebeurtenis met een snelheid van één meting per seconde, waardoor de dynamische beweging van de grond werd vastgelegd terwijl de aardbevinggolven erdoorheen trokken.

De onderzoekers combineerden gegevens van vier GNSS-locaties en vijf accelerometerstations om de bron van de aardbeving te reconstrueren. Ze stuitten op een aanzienlijke hindernis: de stations waren niet gelijkmatig verdeeld rond het epicentrum. In plaats daarvan waren ze vooral geclusterd in het noorden en noordoosten, waardoor er een enorme kloof in observaties vanuit de andere richtingen ontstond. In een typisch scenario zou een dergelijk grote kloof in dekking het bijna onmogelijk maken om met vertrouwen de oriëntatie van de breuk te bepalen. Het team verwerkte de ruwe gegevens om ruis te filteren en de door de beving veroorzaakte grondverplaatsing te isoleren. Vervolgens gebruikten ze een computer-modelleringstechniek om te simuleren hoe de grond zou bewegen bij verschillende soorten breukverschuivingen, waarbij ze deze simulaties vergeleken met de werkelijke opnames. Het doel was om het model te vinden dat het beste overeenkwam met de werkelijke gegevens. Ondanks de ongelijkmatige verdeling van de sensoren, onthulde de analyse een duidelijk beeld. De aardbeving werd veroorzaakt door een opwaartse beweging (thrust), waarbij één blok van de aardkorst over een ander blok omhoog duwde langs een flauw hellend vlak dat parallel loopt aan de eilandboog. Deze bevinding sloot aan bij het algemene begrip van de geologie van de regio en kwam overeen met de schattingen uit wereldwijde aardbevingencatalogi, ook al waren die wereldwijde schattingen gebaseerd op gegevens van veel verder weg.

Een van de meest opvallende aspecten van de studie was het vermogen van de GNSS-gegevens om op zichzelf te staan. Toen de onderzoekers de satellietgegevens apart van de grondschokkingssensoren analyseerden, kwamen ze tot dezelfde conclusie over de beweging van de breuk. De GNSS-stations, die positie meten in plaats van versnelling, legden succesvol de richting en de aard van de verschuiving vast. Dit is een belangrijke validatie voor het gebruik van satelliettechnologie in de seismologie, met name in afgelegen of oceanische regio's waar het installeren van een dicht netwerk van traditionele seismometers moeilijk of onmogelijk is. De studie onderzocht ook de diepte van de aardbeving. Terwijl wereldwijde instanties de diepte schatten tussen de 22 en 29 kilometer, wat de gebeurtenis op de belangrijkste grens plaatst waar de twee platen elkaar ontmoeten, sugg easy de lokale gegevens een ondiepere diepte, variërend van 6 tot 10 kilometer. Deze ondiepere diepte impliceert dat de beving mogelijk op een secundaire breuk heeft plaatsgevonden die afsplitst van de hoofdbordering, in plaats van op de hoofdbordering zelf. Dit verschil benadrukt hoe lokale gegevens een ander perspectief kunnen bieden, hoewel het gebrek aan sensoren in alle richtingen betekent dat de exacte diepte enigszins onzeker blijft.

De magnitude van de aardbeving was ook een punt van discussie. De lokale analyse suggereerde een magnitude tussen 6,8 en 6,9, iets hoger dan de 6,4 die door wereldwijde instanties werd gerapporteerd. De onderzoekers merkten op dat dit verschil waarschijnlijk voortkomt uit het beperkte aantal sensoren en de ongelijke hoeken vanuit welke zij de gebeurtenis bekeken, wat soms kan leiden tot een overschatting van de vrijgekomen energie wanneer lokale gegevens alleen worden gebruikt. Desalniettemin bleef de kernbevinding over het mechanisme van de beving robuust. De studie toonde aan dat zelfs met een verspreid netwerk van instrumenten en een grote kloof in dekking, hoogwaardige GNSS-gegevens betrouwbaar kunnen bepalen hoe een aardbeving van deze omvang plaatsvindt. Dit is een vitale capaciteit voor de Andaman en Nicobar regio, waar de dreiging van toekomstige tsunamies altijd aanwezig is. Door te bewijzen dat satellietgegevens de gaten kunnen opvullen die achtergelaten worden door ontbrekende seismometers, biedt het onderzoek een nieuwe, betrouwbare tool voor het snel beoordelen van de aard van toekomstige aardbevingen. Als er opnieuw een grote gebeurtenis zou plaatsvinden, zouden deze satellietnetwerken direct inzicht kunnen bieden in de beweging van de breuk, wat autoriteiten helpt om het tsunami-risico sneller en nauwkeuriger te bepalen dan ooit tevoren.