Metershoge golven, verwoeste steden en vele slachtoffers. In maart stonden de kranten er vol mee. Deze gebeurtenissen zijn het gevolg van een serie aardbevingen die op 11 maart 2011 plaats vonden in Japan.
Naast de verschrikkelijke gevolgen die Japan ondervond was er ook een zeer opmerkelijke consequentie die de beving meebracht. Deze beving heeft er namelijk voor gezorgd dat de dag iets korter is dan normaal. Hoe is dit mogelijk? Het heeft te maken met een verandering van de as en de draaiing van de aarde. Hoe werkt dit mechanisme? En hoe kan een aardbeving daar effect op hebben?
De as van de aarde
De aarde staat nooit stil. Vierentwintig uur per dag draait de planeet om zichzelf heen. Of eigenlijk beter gezegd, net iets minder. In werkelijkheid is er namelijk slechts 23 uur, 56 minuten en 4,091 seconden nodig om eenmaal om de as te draaien.
Deze as heeft een bepaalde hellingshoek en draaiing. Het draaien gaat hierbij met een bepaalde rotatiesnelheid. Door de hellingshoek van de aarde krijgen verschillende delen van onze planeet soms meer of minder zonnestralen per dag. Deze variatie is terug te zien in de seizoenen. In de zomer wijst het halfrond waarop wij ons bevinden zich namelijk naar de zon, maar in de winter juist het andere halfrond.
Hoewel het bewegen van de aarde een continu proces is, is de positie van de aardas geen constante. Deze beweegt ook ten opzichte van zichzelf. Veranderingen in de verdeling van massa op aarde kunnen de stand van de as doen veranderen. Eigenlijk is de aarde een soort tol. Als er zich meer massa op een bepaalde plaats bevindt, zal de as waarop deze draait een beetje verschuiven. Aardbevingen zijn een voorbeeld van zulke massaverplaatsingen.
Aardbevingen
Een aardbeving is een trilling of schokkende beweging van de korst van de aarde. Deze bewegingen komen vaak voort uit de bewegingen die deze aardkorst zelf maakt. De buitenste laag van de aarde is namelijk opgedeeld in verschillende tektonische platen en deze verplaatsen zich onafhankelijk van elkaar.
Deze relatieve beweging van platen leidt tot een bepaalde spanning in de aardkorst. Als die spanning heel hoog wordt, kan er een schoksgewijze beweging plaatsvinden bij een breuk. Aan weerszijden van een overgang tussen twee platen. Deze schokkende beweging is de aardbeving.
Het hypocentrum is het startpunt van deze beweging, wat vaak diep onder het oppervlak zit. Dit punt doorgetrokken naar het oppervlak wordt ook wel het epicentrum genoemd. Op deze plaats komt er tijdens de beving plotseling veel energie vrij. Deze energie wordt vervolgens als golfbeweging doorgegeven aan de omgeving. Hierdoor kunnen er vervolgens naschokken ontstaan.
Japan
Niet alleen op het land, maar ook midden in oceanen komen bevingen voor. Dit was het geval bij in Japan. De zeer krachtige beving veroorzaakte vele slachtoffers en grote schade. Maar ook leidde het tot een dag die net wat korter was.
Maar hoe ging dit dan? Bij Japan grenzen verschillende tektonische platen aan elkaar. Dit zijn de Noord-Amerikaanse, de Pacifische, de Filipijnse en Euraziatische plaat. De Pacifische plaat schuift langzaamaan onder de Amerikaanse en Filipijnse plaat. Op 11 maart 2011 was de spanning op deze plek zo hoog dat een aardbeving ontstond.
Het verplaatsen van de platen zorgde voor een afwijkende massaverspreiding op aarde. Dit leidde tot een veranderde positie van de aardas. Deze as verschoof hierbij ongeveer tien tot vijftien centimeter. Hierdoor nam de rotatiesnelheid van de aarde een beetje toe. De draaiing werd versneld met 1,6 microseconden, een miljoenste van een seconde.
Omdat de aarde dus net wat sneller draait dan voorheen, draait de planeet dus eerder om haar eigen as heen. Dit betekent dat de relatieve tijd tussen het op- en ondergaan van de zon is afgenomen. De dag is dus wat korter geworden.
De relatieve bewegingen van tektonische platen, ofwel platentektoniek, houden onze planeet dus constant in beweging. Bevingen kunnen zorgen voor een relatief grote massaverplaatsing. Hierdoor verandert de stand van de as van de aarde en de bijbehorende rotatiesnelheid. De toenemende snelheid zorgt ervoor dat de aarde net wat sneller om haar eigen as draait. En dus dat de dag korter wordt. (Nog) minder dan vierentwintig uur per dag.
Dit gehele fenomeen roept enkele vragen op. Naast aardbevingen zijn er namelijk ook andere processen die massaverplaatsingen kunnen veroorzaken zoals bijvoorbeeld het smelten van de ijskappen. Waardoor wordt de stand van aardas allemaal nog meer bepaald? En leiden deze massaverplaatsingen dan alleen tot een toename van de rotatiesnelheid? Of kunnen ze deze ook vertragen, waardoor we wellicht ooit een dag van vierentwintig uur krijgen?
