oczywistą przyczyną tsunami: trzęsienie nastąpiło w strefie subdukcji, gdzie płyta tektoniczna leżąca u podstawy Oceanu Spokojnego próbowała ślizgać się pod sąsiednią płytą kontynentalną, podtrzymując Japonię i inne lądy. Płyty były w dużej mierze przyklejone do siebie przez wieki, a ciśnienie narastało. W końcu coś dało. Setki mil kwadratowych dna morskiego nagle przyczaił poziomo jakieś 160 stóp, i pchnął w górę nawet o 33 stóp. Naukowcy nazywają to megathrust. Jak ręka machała energicznie pod wodą w wannie, lurch rozprzestrzeniał się na powierzchnię morza i przekształcał w fale. Kiedy zbliżali się do płytkich wód przybrzeżnych, ich energia koncentrowała się i rosły na wysokości. Reszta to historia.
ale naukowcy szybko zdali sobie sprawę, że coś się nie zgadza. Rozmiary Tsunami mają tendencję do odzwierciedlania wielkości trzęsień ziemi w przewidywalnej skali; ten wytwarzał fale trzy lub cztery razy większe niż oczekiwano. Zaledwie kilka miesięcy później japońscy naukowcy zidentyfikowali kolejną, bardzo niezwykłą usterkę około 30 mil bliżej brzegu, która wydawała się poruszać w parze z megatrustem. Ten błąd, jak uzasadnili, mógł powiększyć tsunami. Ale dokładnie, jak to się tam rozwinęło, nie mogli powiedzieć. Teraz nowe badanie w czasopiśmie Nature Geoscience daje odpowiedź i możliwy wgląd w inne obszary zagrożone Tsunami.
autorzy badania, z siedzibą w Lamont-Doherty Earth Observatory Uniwersytetu Columbia, zbadali szeroką gamę danych zebranych przez innych badaczy przed trzęsieniem ziemi i po nim. Obejmowały one mapy topograficzne dna morskiego, osady z podwodnych otworów wiertniczych i zapisy wstrząsów sejsmicznych poza megathrust.
ten niezwykły uskok, o którym mowa, to tak zwany uskok rozciągający-taki, w którym skorupa ziemska jest rozrywana, a nie spychana. Po megathrust, obszar wokół uskoku rozciągającego przesunął się o około 200 stóp w kierunku morza, a seria blizn o wysokości od 10 do 15 stóp mogła być tam widoczna, wskazując na nagłą, potężną przerwę. Obszar wokół uskoku extensional był również cieplejszy niż otaczające dno morskie, co wskazuje na tarcie z bardzo niedawnego ruchu; co sugerowało, że uskok extensional został wstrząśnięty, gdy uderzył megathrust. To z kolei dodałoby mocy tsunami.
wady rozciągania są w rzeczywistości powszechne wokół stref subdukcji-ale tylko w płytach oceanicznych, a nie nadrzędnych kontynentalnych, gdzie ten został znaleziony. Jak się tam dostał? A czy takie niebezpieczne cechy mogą czaić się w innych częściach świata?
autorzy nowej pracy uważają, że odpowiedzią jest kąt, pod którym płyta oceaniczna nurkuje pod kontynentalnym; twierdzą, że stopniowo spłycała przez miliony lat. „Większość ludzi powie, że to megatrust spowodował tsunami, ale my i niektórzy inni twierdzimy, że mogło być coś innego w pracy nad tym” – powiedział dr Lamont. student Bar Oryan, główny autor gazety. „Nowością jest to, że wyjaśniamy mechanizm powstawania usterki.”
naukowcy twierdzą, że dawno temu płyta oceaniczna poruszała się pod bardziej stromym kątem i mogła dość łatwo opadać, nie naruszając dna morskiego na nadrzędnej płycie kontynentalnej. Każdy błąd rozszerzający był prawdopodobnie ograniczony do płyty oceanicznej za wykopem — strefy, w której spotykają się dwie płyty. Następnie, począwszy od Może 4 milionów lub 5 milionów lat temu, wydaje się, że kąt subdukcji zaczął spadać. W rezultacie Płyta oceaniczna zaczęła wywierać nacisk na osady na szczycie płyty kontynentalnej. To zepchnęło osady w ogromny, subtelny garb między rowem a linią brzegową Japonii. Gdy garb stał się duży i wystarczająco skompresowany, musiał się złamać, i to prawdopodobnie stało się, gdy trzęsienie megathrust wstrząsnęło wszystkim. Naukowcy wykorzystali modele komputerowe, aby pokazać, jak długoterminowe zmiany w zanurzeniu płyty mogą spowodować poważne zmiany w krótkotrwałym odkształceniu podczas trzęsienia ziemi.
istnieje wiele linii dowodów. Po pierwsze, materiał pobrany z odwiertów przed trzęsieniem pokazuje, że osady zostały ściśnięte w górę mniej więcej w połowie drogi między lądem a wykopem, podczas gdy te bliżej zarówno lądu, jak i wykopu opadały-podobnie jak mogłoby się zdarzyć, gdyby położyć kawałek papieru płasko na stole, a następnie powoli wepchnąć go z przeciwnych stron. Również nagrania wstrząsów wtórnych w ciągu sześciu miesięcy po wielkim trzęsieniu wykazały wyniki trzęsień ziemi typu extensional-fault wykładziny dna morskiego nad płytą kontynentalną. Sugeruje to, że duży błąd rozszerzenia jest tylko najbardziej oczywiste; szczep był uwalniany wszędzie w mniejszych, podobnych wstrząsów w okolicach, jak garb zrelaksowany.
ponadto na lądzie w Japonii znajdują się liczne wulkany ułożone w schludny łuk północ-południe. Są one napędzane przez magmę generowaną 50 lub 60 mil w dół, na styku między płytą subdukcyjną a płytą kontynentalną. Przez te same 4 miliony do 5 milionów lat, ten łuk migrował na zachód, z dala od rowu. Ponieważ generowanie magmy zwykle odbywa się na dość stałej głębokości, dodaje to dowodów, że kąt subdukcji stopniowo rośnie płytszy, popychając strefę generowania magmy dalej w głąb lądu.
geofizyk Lamont i współautor Roger Buck powiedział, że badania i wcześniejsze, na których się opierają, mają globalne implikacje. „Jeśli uda nam się sprawdzić, czy kąt subdukcji porusza się w górę lub w dół, i sprawdzić, czy osady przechodzą ten sam rodzaj deformacji, możemy być w stanie lepiej powiedzieć, gdzie istnieje takie ryzyko”, powiedział. Kandydaci do takiego dochodzenia obejmowaliby obszary Nikaragui, Alaski, Jawy i innych w strefach trzęsienia ziemi w pacyficznym pierścieniu ognia. „Są to obszary, które liczą się dla milionów ludzi”, powiedział.
