zřejmá příčina tsunami: k zemětřesení došlo v subdukční zóně, kde se tektonická deska pod Tichým oceánem pokoušela sklouznout pod sousední kontinentální desku, která držela Japonsko a další pevninu. Desky byly z velké části přilepená proti sobě po staletí, a tlak vybudoval. Konečně, něco dal. Stovky čtverečních mil mořského dna se náhle vynořily vodorovně asi 160 stop a tlačily nahoru až o 33 stop. Vědci to nazývají megathrust. Jako ruka energicky mávala pod vodou ve vaně, lurch se šířil k mořské hladině a překládal se do vln. Když se blížili k mělkým pobřežním vodám, jejich energie se soustředila a rostla na výšku. Zbytek je historie.
ale vědci si brzy uvědomili, že se něco nesčítá. Velikosti Tsunami mají tendenci zrcadlit velikost zemětřesení v předvídatelném měřítku; tento vytvořil vlny třikrát nebo čtyřikrát větší, než se očekávalo. Jen o několik měsíců později, japonští vědci identifikovali další, velmi neobvyklá chyba 30 mil blíže k pobřeží, které se zdálo, že se pohybovaly v tandemu s megathrust. Tato chyba, zdůvodnili, mohla tsunami zvětšit. Ale přesně, jak se tam vyvíjelo, nemohli říci. Nyní, nová studie v časopise Nature Geoscience dává odpověď, a možný vhled do dalších oblastí ohrožených tsunami.
autoři studie se sídlem na Columbia University v Lamont-Doherty Earth Observatory zkoumali širokou škálu údajů shromážděných jinými vědci před zemětřesením a po něm. To zahrnovalo topografické mapy mořského dna, sedimenty z podvodních vrtů, a záznamy seismických otřesů kromě megathrustu.
jedná se o takzvanou extenzivní poruchu-takovou, při které je zemská kůra odtažena, místo aby byla tlačena k sobě. V návaznosti na megathrust se oblast kolem extensional fault pohybovala asi 200 stop po moři a byla tam vidět řada jizev 10 až 15 stop vysokých, což naznačuje náhlý, silný zlom. Oblast kolem extenzní poruchy byla také teplejší než okolní mořské dno, což naznačuje tření z velmi nedávného pohybu; to naznačovalo, že extenzní chyba byla uvolněna, když zasáhla megathrust. To by zase přispělo k síle tsunami.
extenzní poruchy jsou ve skutečnosti běžné kolem subdukčních zón-ale pouze v oceánských deskách, nikoli v těch převažujících kontinentálních, kde byla nalezena tato. Jak se tam dostal? A, mohou takové nebezpečné rysy číhat v jiných částech světa?
autoři nového článku se domnívají, že odpovědí je úhel, pod kterým se oceánská deska ponoří pod kontinentální; říkají, že se po miliony let postupně mělká. „Většina lidí by řekla, že to byla megathrust, která způsobila tsunami, ale my a někteří další říkáme, že na tom mohlo být něco jiného,“ řekl Lamont PhD. student Bar Oryan, hlavní autor článku. „Novinkou je, že vysvětlujeme mechanismus, jak se porucha vyvinula.“
vědci říkají, že již dávno se oceánská deska pohybovala dolů ve strmějším úhlu a mohla poměrně snadno klesnout, aniž by narušila mořské dno na převažující kontinentální desce. Jakákoli extenzní chyba byla pravděpodobně omezena na oceánskou desku za příkopem – zónu, kde se obě desky setkávají. Pak, počínaje možná 4 miliony nebo 5 před miliony let, zdá se, že úhel subdukce začal klesat. Jako výsledek, oceánská deska začala vyvíjet tlak na sedimenty na vrcholu kontinentální desky. To tlačilo sedimenty do obrovského, jemný hrb mezi příkopem a japonským pobřežím. Jakmile se hrb dostal velký a dostatečně stlačený, musel se zlomit, a to se pravděpodobně stalo, když zemětřesení megathrust otřáslo věcmi. Vědci použili počítačové modely, aby ukázali, jak dlouhodobé změny v ponoření desky mohou způsobit významné změny v krátkodobé deformaci během zemětřesení.
existuje více řádků důkazů. Za prvé, materiál odebraný z vrtů před zemětřesením ukazuje, že sedimenty byly stlačeny nahoru asi uprostřed mezi Zemí a příkopem, zatímco ty blíže k zemi i příkopu ustupovaly-podobné tomu , co by se mohlo stát, kdyby jeden položil kus papíru naplocho na stůl a pak se na něj pomalu tlačil z opačných stran. Taky, nahrávky otřesů v šesti měsících po velkém zemětřesení ukázaly desítky zemětřesení typu extensional-fault, která pokrývala mořské dno nad kontinentální deskou. To naznačuje, že velká extenzní chyba je pouze nejzřetelnější; kmen byl uvolňován všude v menších, podobné otřesy v okolních oblastech, jak se hrb uvolnil.
kromě toho, na souši, Japonsko hostí četné sopky uspořádané v úhledném severojižním oblouku. Ty jsou poháněny magmatem generovaným 50 nebo 60 mil dolů, na rozhraní mezi subdukční deskou a kontinentální deskou. Během stejných 4 milionů až 5 milionů let tento oblouk migruje na západ, daleko od příkopu. Vzhledem k tomu, že generace magmatu má tendenci probíhat v poměrně konstantní hloubce, to přispívá k důkazu, že úhel subdukce postupně roste mělčí, tlačí zónu vytvářející magma dále do vnitrozemí.
Lamont geofyzik a spoluautor Roger Buck řekl, že studie a dřívější studie, na kterých staví, mají globální důsledky. „Pokud můžeme jít a zjistit, zda se úhel subdukce pohybuje nahoru nebo dolů, a zjistit, zda sedimenty procházejí stejným druhem deformace, mohli bychom lépe říci, kde existuje tento druh rizika,“ řekl. Kandidáti na takové vyšetřování by zahrnovali oblasti mimo Nikaraguu, Aljaška, Jáva a další v zemětřesných zónách tichomořského Ohnivého kruhu. „To jsou oblasti, na kterých záleží milionům lidí,“ řekl.
