a szökőár nyilvánvaló oka: a rengés egy szubdukciós zónában történt, ahol a Csendes-óceán alatti tektonikus lemez megpróbált elcsúszni a szomszédos kontinentális lemez alatt, amely feltartotta Japánt és más szárazföldeket. A lemezek évszázadok óta nagyrészt egymáshoz tapadtak, és a nyomás növekedett. Végül valami adott. Több száz négyzetmérföldnyi tengerfenék hirtelen vízszintesen mintegy 160 lábra süllyedt, és akár 33 méterrel felfelé tolódott. A tudósok ezt megatrustnak hívják. Mint egy kéz, amely erőteljesen intett a víz alatt a fürdőkádban,a lurch a tenger felszínére terjedt, és hullámokká változott. Ahogy közeledtek a sekély part menti vizekhez, energiájuk összpontosult,és növekedtek. A többi már történelem.
de a tudósok hamar rájöttek, hogy valami nem áll össze. A szökőár mérete általában kiszámítható skálán tükrözi a földrengés nagyságát; ez a vártnál háromszor-négyszer nagyobb hullámokat produkált. Csak hónapokkal később, japán tudósok azonosítottak egy másikat, rendkívül szokatlan hiba néhány 30 mérfölddel közelebb a parthoz, amely úgy tűnt, hogy párhuzamosan mozgott a megatruszttal. Ez a hiba, indokolták, felnagyíthatta volna a szökőárt. De pontosan hogyan alakult ki ott, nem tudták megmondani. Most egy új tanulmány a Nature Geoscience folyóiratban ad választ, és betekintést nyújt a túlméretezett szökőár kockázatának kitett más területekbe.
a tanulmány szerzői, a Columbia Egyetem Lamont-Doherty Föld Obszervatóriumában, a rengés előtt és után más kutatók által gyűjtött adatok széles skáláját vizsgálták. Ez magában foglalta a tengerfenék topográfiai térképeit, a víz alatti fúrások üledékeit, valamint a megatruston kívüli szeizmikus sokkok feljegyzéseit.
a szóban forgó szokatlan hiba egy úgynevezett extenziós hiba-olyan, amelyben a földkéreg szét van húzva, nem pedig össze van tolva. A megatrust követően az extenziós hiba körüli terület mintegy 200 lábnyit mozgott a tenger felé, és egy sor 10-15 láb magas sebhely látható ott, ami hirtelen, erőteljes törést jelez. Az extenziós hiba körüli terület szintén melegebb volt, mint a környező tengerfenék, ami egy nagyon friss mozgás súrlódását jelzi; ez azt sugallta, hogy az extenziós hiba meglazult, amikor a megatrust megütötte. Ez viszont növelte volna a szökőár erejét.
az extenziós hibák valójában gyakoriak a szubdukciós zónák körül-de csak az óceáni lemezeken, nem a legfontosabb kontinentális lemezeken, ahol ezt találták. Hogy került oda? És lehet, hogy ilyen veszélyes vonások leselkednek a világ más részein?
az új tanulmány szerzői úgy vélik, hogy a válasz az a szög, amelynél az óceánlemez a kontinentális alá merül; azt mondják, hogy évmilliók alatt fokozatosan sekélyedett ki. “A legtöbb ember azt mondaná, hogy a megatrust okozta a cunamit, de mi és mások azt mondják, hogy ezen felül valami más is működhetett” – mondta Lamont PhD. Bar Oryan hallgató, a lap vezető szerzője. “Az újdonság itt az, hogy elmagyarázzuk a hiba kialakulásának mechanizmusát.”
a kutatók azt mondják, hogy régen az óceáni lemez meredekebb szögben haladt lefelé, és meglehetősen könnyen leeshetett, anélkül, hogy megzavarná a tengerfenéket a legfontosabb kontinentális lemezen. Minden kiterjedési hiba valószínűleg az árok mögötti óceáni lemezre korlátozódott-arra a zónára, ahol a két lemez találkozik. Akkor, kezdve talán 4 millió vagy 5 millió évvel ezelőtt, úgy tűnik, hogy a szubdukció szöge csökkenni kezdett. Ennek eredményeként az óceáni lemez nyomást gyakorolt az üledékekre a kontinentális lemez tetején. Ez az üledékeket egy hatalmas, finom púpba tolta az árok és a japán partvonal között. Amint a púp elég nagy lett és összenyomódott, el kellett törnie, és valószínűleg ez történt, amikor a megatrust földrengés megrázta a dolgokat. A kutatók számítógépes modelleket használtak annak bemutatására, hogy a lemez merülésének hosszú távú változásai jelentős változásokat eredményezhetnek a földrengés során bekövetkező rövid távú deformációban.
több bizonyíték van. Először is, a földrengés előtti fúrásokból vett anyag azt mutatja, hogy az üledékeket felfelé szorították a föld és az árok között félúton, míg a szárazföldhöz és az árokhoz közelebb eső üledékek leereszkedtek-hasonlóan ahhoz, ami akkor történne, ha valaki egy darab papírt laposan fektetne az asztalra, majd lassan benyomódna rá az ellenkező oldalról. Ezenkívül a nagy rengést követő hat hónap utórengéseinek felvételei rengeteg extenziós-hiba típusú földrengést mutattak a tengerfenék szőnyegén a kontinentális lemez felett. Ez arra utal, hogy a nagy kiterjedésű hiba csak a legkézenfekvőbb; a törzs mindenütt megjelent kisebb, hasonló rengésekben a környező területeken, ahogy a púp ellazult.
továbbá a szárazföldön Japán számos vulkánnak ad otthont, rendezett észak-déli ívben. Ezeket a magma táplálja 50 vagy 60 mérföldre lefelé, a szubdukciós lemez és a kontinentális lemez közötti határfelületen. Ugyanezen 4 millió – 5 millió év alatt ez az ív nyugat felé vándorolt, távol az ároktól. Mivel a magma-generáció általában meglehetősen állandó mélységben zajlik, ez növeli azt a bizonyítékot, hogy a szubdukció szöge fokozatosan sekélyebbé vált, a magma-generáló zónát tovább tolva a szárazföldre.
Lamont geofizikus és társszerzője, Roger Buck azt mondta, hogy a tanulmánynak és a korábbiaknak, amelyekre épül, globális következményei vannak. “Ha meg tudjuk állapítani, hogy a szubdukciós szög felfelé vagy lefelé mozog-e, és megnézzük, hogy az üledékek ugyanolyan deformáción mennek keresztül, akkor jobban meg tudjuk mondani, hogy hol van ez a fajta kockázat” – mondta. Az ilyen vizsgálatokra jelöltek közé tartoznak a Nicaragua, Alaszka, Jáva és mások a csendes-óceáni Tűzgyűrű földrengés zónáiban. “Ezek olyan területek, amelyek emberek millióinak számítanak” – mondta.
