Zone 7 - Roerdalslenk

Alternatieve naam

Système d'effondrement du Rhin inférieur

Ligging

De Roerdalslenk is het centrale dalingsgebied van het Beneden-Rijnslenksysteem. Dit slenksysteem, waartoe ook het oostelijk Kempens Blok naar het westen toe, en het Venlo-Keulenblok naar het oosten toe kunnen gerekend worden, bestaat uit een opeenvolging van slenken (ingezakte blokken, ook grabens genoemd) en horsten (opgeheven blokken), van mekaar gescheiden door noordwest-zuidoost georiënteerde normale breuken. Dit systeem is gesitueerd in het grensgebied van Nederland, Duitsland en ook België, en strekt zich uit over een afstand van ongeveer 200 km, van Bonn in het zuidoosten tot het samenvloeiinggebied van Rijn en Maas in Midden-Nederland in het noordwesten.

Seismiciteit

Instrumentele seismiciteit

De Roerdalslenk is de actiefste seismische zone op het Noordwest-Europees vasteland. Sedert de installatie van de eerste seismometers omstreeks het begin van de 20e eeuw werden 4 aardbevingen geregistreerd met een magnitude groter dan 5:

• de aardbeving van Uden op 20/11/1932 (M_L = 4.7) aan de noordoostrand van de Roerdalslenk;
• de aardbeving van Euskirchen op 14/03/1951 (M_L = 5.8) aan de zuidwestrand;
• de aardbeving van Roermond op 13/04/1992 (M_L = 5.8) langs de centrale oostrand van de zone;
• de aardbeving van Alsdorf op 22/07/2002 (M_L = 5.1) langs de westrand grenzend aan de Zone van Luik en Gulpen.

Aardbevingen met M_L > 5.5 komen gemiddeld om de 50-60 jaar voor, en kunnen tot aanzienlijke schade leiden. De belangrijkste aardbeving was ongetwijfeld die van Roermond in 1992. Hoewel deze aardbeving geklasseerd wordt als een middelgrote aardbeving, was het één van de grootste in Centraal- en Noorwest-Europa in de voorbije eeuw. Ze werd gevoeld binnen een straal van ongeveer 450 km rond het epicentrum, met name in Nederland, België, Duitsland en delen van het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk en Tsjechië.

De aardbeving van Alsdorf in 2002 is gesitueerd in een opmerkelijk cluster van seismische activiteit dat zich voornamelijk de voorbije tien jaar heeft ontwikkeld langs de westrand van de Roerdalslenk ter hoogte van Aken. Dit is de plaats waar de slenk grenst aan de Zone van Luik en Gulpen, en een opvallende asombuiging vertoont. Op de grens met de Zone van Luik en Gulpen vond in de omgeving van Voerendaal (Nederlands Limburg) tussen december 2000 en augustus 2001 een aardbevingszwerm plaats waarbij ongeveer 150 bevingen werden geregistreerd, waarvan 13 met een magnitude groter dan 2. De sterkste beving vond plaats op 23 juni 2001 en had een kracht van 3.9 op de schaal van Richter.

Ook in het Belgische deel van de slenk zijn de voorbije honderd jaar enkele aardbevingen opgetreden met magnitudes tussen 3 en 4, o.a. de aardbeving te Stramproy op 25 juni 1960 aan de Belgisch-Nederlandse grens (M_L = 4.0), de aardbeving te Kinrooi op 29/06/1976 (M_L = 3.7), en de aardbeving te Maaseik op 22 mei 1982 (M_L = 3.7).

Historische seismiciteit

Uit historische archieven weten we dat er ook in het verleden krachtige aardbevingen hebben plaatsgevonden, vooral in het zuidelijk deel van de Roerdalslenk. De krachtigste aardbeving die tot nog toe gekend is, was deze van 18 februari 1756 met epicentrum nabij Düren. Deze aardbeving had een geschatte magnitude van 6.1, en maakte deel uit van een seismische crisis waarbij tussen 1755 en 1760 meer dan 240 aardbevingen optraden, waarvan 9 met M_L > 4. De belangrijkste andere historische aardbevingen zijn te situeren in de omgeving van Aken (aardbevingen van 1504, 1640, 1690 en 1755), en Herzogenrath (aardbevingen van 1873 en 1877), dichtbij de grens met de zone van Luik en Gulpen. In het noordelijk deel van de Roerdalslenk zijn geen belangrijke historische aardbevingen gekend

Paleoseismologisch onderzoek dat de Koninklijke Sterrenwacht van België de voorbije jaren heeft uitgevoerd, wijst erop dat er in een verder verleden zelfs nog zwaardere aardbevingen zijn gebeurd langs bepaalde breuklijnen. De terugkeerperiode van deze aardbevingen bedraagt verschillende duizenden jaren.

Tektoniek

Het Beneden-Rijnslenksysteem maakt deel uit van een groter riftsysteem dat Noordwest-Europa doorsnijdt van de westelijke Middellandse Zee tot in de Noordzee, en waartoe ook de Boven-Rijnslenk behoort. Het is de enige zone waar de breuken verantwoordelijk voor de seismische activiteit relatief goed gekend zijn. De centraal gelegen Roerdalslenk is structureel te verdelen in een noordelijk deel en een zuidelijk deel, allebei noordwest-zuidoost georiënteerd. Waar de Zone van Luik en Gulpen grenst aan de Roerdalslenk, lijken beide delen t.o.v. mekaar verplaatst. De noordelijke Roerdalslenk is ingezakt tussen de Peelrandbreuk in het noordoosten, en de Feldbiss-breukzone in het zuidwesten. Deze laatste bestaat uit een bundel van vertakkende breuken, en doorsnijdt het noordoosten van de provincie Limburg. De zuidelijke Roerdalslenk doorsnijdt het Rijnmassief (waartoe ook het Ardennenmassief behoort), en versmalt naar het zuiden toe. Dit deel wordt in het noordoosten begrensd door de Erftbreuk, die aanzienlijk naar het oosten is verschoven t.o.v. de Peelrandbreuk. Een andere breuk, de Roerrandbreuk, ligt in het verlengde van de Peelrandbreuk. Ook hier bestaat de zuidwestelijke randbreuk uit een bundel van vertakkende breuken. Een opmerkelijke vaststelling tenslotte is dat de seismiciteit buiten de (zuidelijke) Roerdalslenk niet symmetrisch verdeeld is, met de actieve zone(s) van Luik-Gulpen en het oostelijk Ardennenmassief ten westen van de slenk, terwijl het Rijnmassief ten oosten van de slenk nagenoeg inactief is.

De oriëntatie van de breuken in het Beneden-Rijnslenksysteem impliceert een noordoost-zuidwest gerichte rek in het huidige spanningsveld, en dus een dalingsbeweging langs de verschillende breuken. Deze tektonische bewegingen zijn reeds aan de gang sedert het Laat-Oligoceen (± 25 miljoen jaar geleden), versnelden ongeveer 3 miljoen jaar geleden, en houden tot de dag van vandaag aan. De inzakking is niet symmetrisch gebeurd: de Laat-Oligocene en oudere lagen zijn in totaal 400 tot 800 m ingezakt langs de noordoostelijke randbreuken, terwijl langs de zuidwestelijke breukzone de spronghoogte voor dezelfde lagen slechts maximaal 400 m bedraagt.

De geologisch recente activiteit van de Roerdalslenk blijkt duidelijk uit de diktevariaties van de jongste, Kwartaire (< ± 2 miljoen jaar) afzettingen: in het diepste deel van de slenk bereiken deze lagen een dikte van bijna 200 m, tegenover slechts een tiental m op de flanken van de slenk. De Erft- en Peelrandbreuken hebben een spronghoogte van 175 m voor de basis van het Kwartair, de Feldbiss-breukzone slechts ± XXX m.

De aardbevingen in de Roerdalslenk vinden plaats op een diepte van 5 – 20km. De seismogene zone is blijkbaar abnormaal diep voor een actieve riftzone, waar aardbevingen meestal beperkt zijn tot een diepte van 15km.

Er bestaat een duidelijk verband tussen de seismiciteit en de breukenstructuur in de Roerdalslenk. De haardmechanismen van de belangrijkste aardbevingen komen overeen met normale breukbewegingen langs noordwest-zuidoost georiënteerde breuken, in overeenstemming met de Kwartaire activiteit. De meeste bevingen zijn verbonden aan één van beide randbreuken, zoals blijkt uit een dwarsdoorsnede van de seismische activiteit.

Zo lag het hypocentrum van de Roermond-aardbeving van 1992 op een diepte van 17km, precies op de Peelrandbreuk die ongeveer 60° naar het zuidwesten helt. De naschokken van de Roermond-aardbeving definiëren een vlak waarvan de verderzetting naar het oppervlak toe overeenstemt met de Peelrandbreuk (hoewel de helft van de mechanismen WZW-ONO oriëntaties aangeeft!). Ook de aardbeving van Uden in 1932 vond wellicht plaats op het noordelijk uiteinde van de Peelrandbreuk. Aardbevingen langs de westrand van de Roerdalslenk, zoals bv. de aardbeving van Alsdorf in 2002, hebben een mechanisme waarvan de helling suggereert dat ze ontstaan zijn langs de Feldbiss-breukzone. De seismische activiteit kan dus in verband worden gebracht met de actieve breuken die aan het aardoppervlak worden waargenomen.