Treinongeluk in Baden-Württemberg: hoe ontstaan aardverschuivingen?

De oorzaak van het treinongeluk in Baden-Württemberg was waarschijnlijk een aardverschuiving veroorzaakt door hevige regenval. "Het water veroorzaakte een aardverschuiving in het dijkgedeelte nabij de sporen, wat waarschijnlijk de ontsporing veroorzaakte", aldus de politie maandagochtend.

Zware onweersbuien trokken zondagavond vroeg over de regio. Volgens de Duitse weerdienst viel er in korte tijd 30 tot 40 liter regen per vierkante meter. Volgens de laatste informatie van onderzoekers zijn er bij het treinongeluk drie doden en minstens 41 gewonden gevallen.

Een aardverschuiving is een soort massaverplaatsing: een massa rots, puin of aarde beweegt zich langs een helling naar beneden onder directe invloed van de zwaartekracht. Deze beweging kan plotseling of langzaam over een langere periode plaatsvinden.

"We denken bij een aardverschuiving altijd aan een grote aardverschuiving op een berg", zegt Ugur Öztürk, postdoctoraal onderzoeker bij het GFZ Helmholtz Centrum voor Geowetenschappen en universitair docent Geogevaren aan de Universiteit van Wenen. "Maar er zijn verschillende soorten massabewegingen." Massabewegingen worden geclassificeerd op basis van het type beweging, de snelheid en de materiaalsamenstelling. Gesteente en puin kunnen bijvoorbeeld vallen, kantelen, glijden, drijven en stromen.

• Vallend : Rotsmateriaal rolt en stuitert naar beneden, zoals bij een rotsval of aardverschuiving.
• Kanteling : Een blok rots, aarde of puin draait voorwaarts rond een draaipunt en beweegt zo naar beneden.
• Glijden : Een rotsmassa beweegt langs een glijdend oppervlak, bijvoorbeeld een helling, naar beneden – zoals bij aardverschuivingen en bergverschuivingen.
• Drift : een zijwaartse beweging van gesteente of samenhangende grond. Het gesteente schuift uit elkaar.
• Stroming : Een mengsel van gesteente en water stroomt langs een helling naar beneden, bijvoorbeeld in een puinstroom. Puinstromen laten vaak een karakteristieke, omgekeerde, trechtervormige afzetting achter op de plek waar het aardverschuivingsmateriaal tot stilstand is gekomen.

"Bijna elke aardverschuiving heeft meerdere oorzaken", legt de U.S. Geological Survey (USGS) uit. "Hellingverplaatsing treedt op wanneer neerwaartse krachten (voornamelijk door de zwaartekracht) de sterkte van de bodemmaterialen waaruit de helling bestaat, overschrijden."

Overmatige vochtigheid in de vorm van hevige regenval of smeltende sneeuw kan de stevigheid van de bodem aantasten. "Als er in korte tijd veel regen valt, kan de bodem verzadigd raken met water, waardoor deze zwaarder wordt en gemakkelijker kan wegglijden", legt Philipp Blum, hoogleraar Geologie aan het Karlsruhe Institute of Technology, uit. De meeste aardverschuivingen ter wereld zouden op deze manier ontstaan.

Aardbevingen kunnen ook aardverschuivingen veroorzaken. Seismische trillingen kunnen de stabiliteit van de grond in gevaar brengen en ervoor zorgen dat deze gaat schuiven. Aardbevingen kunnen ook onderzeese aardverschuivingen veroorzaken, ook wel bekend als onderzeese aardverschuivingen. "Onderzeese aardverschuivingen veroorzaken soms tsunami's die kustgebieden beschadigen", aldus de USGS.

Ook mensen hebben invloed op aardverschuivingen: bijvoorbeeld door het kappen van bomen waarvan de wortels de grond bijeenhouden, of door het bouwen van wegen en gebouwen op hellingen, veranderen ze de stevigheid van de grond.

Klimaatverandering vergroot het risico op aardverschuivingen. Ten eerste vergroot het de kans op extreme weersomstandigheden zoals hevige regenval. Naarmate de lucht warmer wordt, kan deze meer waterdamp opnemen. Deze waterdamp valt vervolgens terug naar de aarde in de vorm van toenemende regenval.

Ten tweede zorgt de opwarming van de aarde ervoor dat sneeuw, gletsjers en zelfs permafrost smelten. Permafrost fungeert als een soort natuurlijke lijm die gesteente bijeenhoudt en zo stabiliteit biedt. Wanneer het smelt, kan het gesteente gemakkelijker afbreken en wegglijden. Hetzelfde geldt voor gletsjers, die ook de stabiliteit van berghellingen beïnvloeden.

Gletsjers over de hele wereld smelten in een ongekend tempo. Dit verandert niet alleen de ecosystemen in berggebieden, maar heeft ook verwoestende gevolgen voor de mens. De volledige omvang van het smelten van gletsjers in beeld en grafiek.

Aardverschuivingen komen vooral voor in gebieden met steile hellingen, onstabiele bodems of hevige regenval. Denk hierbij aan bergachtige gebieden zoals de Alpen of de Andes. Regio's zoals Zuidoost-Azië, delen van Afrika en Zuid-Amerika worden bijzonder getroffen door toenemende hevige regenval.

Ook in Duitsland kunnen aardverschuivingen voorkomen. "Natuurlijk zijn er hier minder potentiële aardverschuivingsgebieden", zegt aardwetenschapper Öztürk. Dergelijke massaverschuivingen zijn echter ook mogelijk in middelgebergten zoals de Harz, het Zwarte Woud of de Schwäbische Alb – en zijn al waargenomen, vaak in combinatie met overstromingen. Door klimaatverandering en de daarmee gepaard gaande hevige regenval zullen we in Centraal-Europa zeker ook meer aardverschuivingen meemaken.

In Duitsland is het risico op aardverschuivingen "niet zo acuut", zegt Blum. De gebeurtenissen vinden vaak lokaal plaats en verdwijnen daardoor al snel uit het publieke bewustzijn. Bovendien eisen aardverschuivingen in Duitsland slechts weinig levens in vergelijking met andere landen. Dit draagt ook bij aan de lage gevaarperceptie. Een onderzoek dat Blum samen met internationale collega's in 2016 publiceerde, toonde aan dat er in Duitsland tussen 1995 en 2015 slechts 15 doden vielen door aardverschuivingen. In Turkije bedroeg dat aantal in dezelfde periode 336.

"Maar omdat de risicosituatie verandert door toenemende hevige regenval, moeten we het probleem ook anders aanpakken", eist de technisch geoloog. "We moeten beter voorbereid zijn." Een belangrijk onderdeel van preventie zijn volgens hem systemen voor vroegtijdige waarschuwing die helpen het risico op aardverschuivingen beter in te schatten. Bijvoorbeeld door veranderingen in de helling of grondverplaatsing in een vroeg stadium te detecteren.

Weersverwachtingen kunnen ook in uw voordeel worden gebruikt. Bijvoorbeeld door vroeg te kijken welke regio's zware regenval verwachten. "Als we beschikken over neerslagmonitoring met hoge resolutie, zoals die in een regenradar-app, kunnen we voorspellingen doen over het potentiële risico op aardverschuivingen", zegt Blum. "De spoorwegmaatschappij moet dan overwegen of er sporen of lijnen moeten worden afgesloten bij hevige regenval." Zelfs een paar grote stenen of aarde die tijdens een aardverschuiving vallen, zouden voldoende zijn om een trein te laten ontsporen, zoals momenteel het geval is in Baden-Württemberg, voegt Öztürk eraan toe.

Het grote probleem is vaak de meldketen, vervolgt Blum. Informatie over potentiële risico's is beschikbaar, maar wordt niet goed gecommuniceerd. Hij raadt daarom aan om noodhulpdiensten zoals de NINA-waarschuwingsapp te gebruiken. "Zodat je meteen kunt zien: Oké, er is daar kans op een aardverschuiving."

Naast systemen voor vroegtijdige waarschuwing kunnen aardverschuivingen ook worden voorkomen door vergroenende planten die de bodem met hun wortels stabiliseren. Structurele maatregelen zoals keermuren of grondankers kunnen ook helpen. Verankering bestaat uit speciale ankers die diep in de helling worden geplaatst en verbonden met een stalen constructie die de aardmassa's bij elkaar houdt. "Natuurlijk is deze methode niet goedkoop", benadrukt Öztürk. En het helpt alleen bij kleinere aardverschuivingen.

"Bij grotere massabewegingen hebben we minder opties", zegt de aardwetenschapper. "Dan kunnen we alleen de veranderingen in het gesteente observeren om tijdig evacuatiemaatregelen te nemen."