Océano Profundo 2018: Exploring Deep-sea Habitats off Puerto Rico and the U.S. Virgin Islands

Figuur 1: Kaart van de Noord-Amerikaanse – Caraïbische tektonische plaatgrens. De kleuren geven de diepte onder de zeespiegel en de hoogte op het land aan. Vetgedrukte getallen zijn de jaren van matig grote (groter dan ongeveer magnitude 7) historische aardbevingen, geschreven naast hun geschatte locatie. Een asterisk geeft de locatie van de aardbeving in Haïti van 12 januari 2010 aan. Getraliede lijnen geven de grens aan waar de ene plaat of het ene blok onder de andere duikt. Zware lijnen met halve pijlen geven breuken aan waarlangs twee blokken elkaar zijdelings passeren. Afbeelding met dank aan de U.S. Geological Survey. Download afbeelding (jpg, 261 KB).

Puerto Rico, de Maagdeneilanden in het oosten, en oostelijk Hispaniola in het westen, liggen op een actieve plaatgrenszone tussen de Noord-Amerikaanse Plaat en de noordoostelijke hoek van de Caribische Plaat (figuur 1). De ongeveer 80 miljoen jaar oude Caraïbische Plaat is ruwweg rechthoekig en schuift met ongeveer twee centimeter per jaar naar het oosten ten opzichte van de Noord-Amerikaanse Plaat. De beweging langs de noordelijke grens (in het gebied van de plaatgrenszone) is overwegend stakingsslip (zijwaartse beweging tussen de platen), met een kleine component van subductie (de ene plaat zinkt onder de andere plaat). De Caraïbische Plaat, verder naar het oosten, overschrijdt daarentegen de Noord-Amerikaanse Plaat, waardoor de eilandenboog van de Kleine Antillen met zijn actieve vulkanen is ontstaan. Er zijn momenteel geen actieve vulkanen in Puerto Rico en de Maagdeneilanden; de laatste vulkanen waren ongeveer 30 miljoen jaar geleden actief.

De geul van Puerto Rico (figuur 2) ligt ten noorden van Puerto Rico en is het diepste deel van de Atlantische Oceaan, met waterdieptes van meer dan 8.300 meter (5,2 mijl). De diepte is vergelijkbaar met die van de diepe geulen in de Stille Oceaan. Loopgraven in de Stille Oceaan bevinden zich op plaatsen waar een tektonische plaat onder een andere subducteert of schuift. De geul van Puerto Rico daarentegen bevindt zich op een grens tussen twee platen die langs elkaar schuiven met slechts een kleine component van subductie. De geul is minder diep waar de component van subductie groter is.

Figuur 2: Bathymetrie van de noordoostelijke hoek van de Caribische plaat. Afbeelding met dank aan de U.S. Geological Survey. Download afbeelding (jpg, 198 KB).

De ongewoon diepe zeebodem is niet beperkt tot de geul, maar strekt zich ook verder zuidwaarts uit naar Puerto Rico waar een dik kalksteen (carbonaat) platform, dat oorspronkelijk werd afgezet in vlakke lagen nabij zeeniveau, nu naar het noorden is gekanteld onder een uniforme hoek. De noordelijke rand ligt op een diepte van 4.200 meter, en de zuidelijke rand kan worden gevonden op het land in Puerto Rico op een hoogte van een paar honderd meter.

Zuidelijk van Puerto Rico en de Maagdeneilanden, de Muertos Trog en diepe sedimentaire bekkens zoals de Whiting en Maagdeneilanden bekkens weerspiegelen verder het verleden en de voortdurende tektonische activiteit. Deze lange geologische geschiedenis van plaatgrensactiviteit heeft een complex onderzees terrein gecreëerd dat grotendeels onontgonnen blijft.

De regio heeft een hoge seismiciteit en een geschiedenis van aardbevingen van grote magnitude (figuur 1), waaronder een aardbeving van magnitude 7,5 met het centrum ten noordwesten van Puerto Rico in 1943 en aardbevingen van magnitude 8,1 en 6,9 ten noorden van Hispaniola in respectievelijk 1946 en 1953. In het verleden is het gebied ook door andere grote aardbevingen getroffen, zoals een aardbeving in 1787 (magnitude ~8,1), mogelijk in de geul van Puerto Rico, en een aardbeving in 1867 (magnitude ~7,5) in de trog van Anegada ten zuiden van de Maagdeneilanden.

Het gevaar van tsunami’s in deze regio is ook duidelijk. Onmiddellijk na de aardbeving van 1946 trof een tsunami het noordoosten van Hispaniola en trok enkele kilometers landinwaarts. Volgens sommige berichten verdronken bijna 1.800 mensen. Een aardbeving van 1918 met een kracht van 7,5 veroorzaakte een tsunami die aan ten minste 40 mensen het leven kostte in het noordwesten van Puerto Rico.

In wezen zijn alle bekende oorzaken van tsunami’s aanwezig in het Caribisch gebied – aardbevingen, onderzeese aardverschuivingen, onderzeese vulkaanuitbarstingen, subaëriële pyroklastische stromen in de oceaan, en grote tsunami’s die teletsunami’s worden genoemd. Vanwege de hoge bevolkingsdichtheid en de uitgebreide ontwikkeling in de buurt van de kust, loopt Puerto Rico een aanzienlijk risico op aardbevingen en tsunami’s.