cauza evidentă a tsunamiului: cutremurul a avut loc într-o zonă de subducție, unde placa tectonică care stă la baza Oceanului Pacific încerca să alunece sub placa continentală alăturată care susține Japonia și alte mase terestre. Plăcile au fost în mare parte lipite una de cealaltă timp de secole, iar presiunea a crescut. În cele din urmă, ceva a dat. Sute de mile pătrate de fundul mării lurched brusc orizontal unele 160 de picioare, și împingere în sus de până la 33 de picioare. Oamenii de știință numesc acest lucru megatrust. Ca o mână fluturată viguros sub apă într-o cadă, lurch-ul s-a propagat la suprafața mării și s-a tradus în valuri. Pe măsură ce se apropiau de apele de coastă puțin adânci, energia lor s-a concentrat și au crescut în înălțime. Restul este istorie.
dar oamenii de știință și-au dat seama curând că ceva nu s-a adăugat. Dimensiunile tsunamiului tind să reflecte magnitudinile cutremurului la o scară previzibilă; aceasta a produs valuri de trei sau patru ori mai mari decât se aștepta. Doar câteva luni mai târziu, oamenii de știință japonezi au identificat o altă defecțiune extrem de neobișnuită, la aproximativ 30 de mile mai aproape de țărm, care părea să se fi mutat în tandem cu megatrusta. Această eroare, au argumentat ei, ar fi putut mări tsunami-ul. Dar exact cum a ajuns să se dezvolte acolo, nu au putut spune. Acum, un nou studiu în revista Nature Geoscience oferă un răspuns și o posibilă perspectivă asupra altor zone cu risc de tsunami supradimensionat.
autorii studiului, cu sediul la Observatorul Pământului Lamont-Doherty de la Universitatea Columbia, au examinat o mare varietate de date colectate de alți cercetători înainte și după cutremur. Aceasta a inclus hărți topografice pe fundul mării, sedimente din foraje subacvatice și înregistrări ale șocurilor seismice în afară de megatrust.
falia neobișnuită în cauză este o așa-numită falie extensională-una în care scoarța terestră este desprinsă mai degrabă decât împinsă împreună. În urma megatrustei, zona din jurul defecțiunii extensionale s-a deplasat cu aproximativ 200 de picioare spre mare și o serie de scarpe înalte de 10 până la 15 picioare au putut fi văzute acolo, indicând o pauză bruscă și puternică. Zona din jurul faliei extensionale era, de asemenea, mai caldă decât fundul mării din jur, indicând frecare dintr-o mișcare foarte recentă; asta a sugerat că defecțiunea extensională fusese zdruncinată când megatrusta a lovit. Acest lucru, la rândul său, s-ar fi adăugat la puterea tsunami-ului.
defectele Extensionale sunt de fapt comune în jurul zonelor de subducție-dar numai în plăcile oceanice, nu în cele continentale imperative, unde aceasta a fost găsită. Cum a ajuns acolo? Și, ar putea trage cu urechea astfel de caracteristici periculoase în alte părți ale lumii?
autorii noii lucrări cred că răspunsul este unghiul în care placa oceanică se scufundă sub continental; ei spun că a fost treptat superficială de-a lungul a milioane de ani. „Majoritatea oamenilor ar spune că megatrusta a fost cea care a provocat tsunami-ul, dar noi și alții spunem că este posibil să fi fost altceva la lucru în plus”, a spus Lamont PhD. student Bar Oryan, autorul principal al lucrării. „Ceea ce este nou aici este că explicăm mecanismul modului în care s-a dezvoltat defecțiunea.”
cercetătorii spun că, cu mult timp în urmă, placa oceanică se deplasa în jos într-un unghi mai abrupt și ar putea cădea destul de ușor, fără a deranja fundul mării de pe placa continentală superioară. Orice defect extensional a fost probabil limitat la placa oceanică din spatele șanțului-zona în care se întâlnesc cele două plăci. Apoi, începând poate cu 4 milioane sau 5 milioane de ani în urmă, se pare că unghiul de subducție a început să scadă. Ca urmare, placa oceanică a început să exercite presiune asupra sedimentelor deasupra plăcii continentale. Acest lucru a împins sedimentele într-o cocoașă uriașă și subtilă între șanț și țărmul Japoniei. Odată ce cocoașa a devenit suficient de mare și comprimată, a fost obligată să se rupă și probabil asta s-a întâmplat când cutremurul megathrust a zguduit lucrurile. Cercetătorii au folosit modele computerizate pentru a arăta cum schimbările pe termen lung în scufundarea plăcii ar putea produce schimbări majore în deformarea pe termen scurt în timpul unui cutremur.
există mai multe linii de dovezi. În primul rând, materialul prelevat din foraje înainte de cutremur arată că sedimentele au fost strânse în sus la jumătatea distanței dintre pământ și șanț, în timp ce cele mai apropiate atât de pământ, cât și de șanț au dispărut-similar cu ceea ce s-ar putea întâmpla dacă cineva ar pune o bucată de hârtie plată pe o masă și apoi ar împinge încet pe ea din părți opuse. De asemenea, înregistrările de replici în cele șase luni de după marele cutremur au arătat zeci de cutremure de tip extensional care acoperă fundul mării peste placa continentală. Acest lucru sugerează că marea defecțiune extensională este doar cea mai evidentă; tulpina a fost eliberată peste tot în cutremure mai mici, similare, în zonele înconjurătoare, pe măsură ce cocoașa s-a relaxat.
mai mult, pe uscat, Japonia găzduiește numeroși vulcani aranjați într-un arc îngrijit nord-sud. Acestea sunt alimentate de magma generată la 50 sau 60 de mile în jos, la interfața dintre placa subductoare și placa continentală. De-a lungul acelorași 4 milioane până la 5 milioane de ani, acest arc a migrat spre vest, departe de șanț. Deoarece generarea de magmă tinde să aibă loc la o adâncime destul de constantă, acest lucru se adaugă la dovezile că unghiul de subducție a crescut treptat mai puțin adânc, împingând zona generatoare de magmă mai departe spre interior.
geofizicianul Lamont și coautorul Roger Buck a spus că studiul și cele anterioare pe care se bazează au implicații globale. „Dacă putem merge să aflăm dacă unghiul de subducție se mișcă în sus sau în jos și să vedem dacă sedimentele suferă același tip de deformare, am putea fi mai capabili să spunem unde există acest tip de risc”, a spus el. Candidații pentru o astfel de investigație ar include zone din Nicaragua, Alaska, Java și altele din zonele cutremurătoare ale inelului de Foc din Pacific. „Acestea sunt domenii care contează pentru milioane de oameni”, a spus el.
