Rekordowe wiercenia oceaniczne
W 2024 roku statek badawczy Chikyu wypłynął nad Rów Japoński z misją, która przyniosła przełom. W ramach International Ocean Discovery Program przeprowadzono najgłębsze w historii naukowe wiercenie oceaniczne, pobierając próbki z głębokości blisko 8000 metrów. Analiza tych rdzeni ujawniła coś nieoczekiwanego. Jak się okazało, miejscem, w którym rozpoczęło się niszczycielskie pęknięcie, była niezwykle cienka, śliska warstwa gliny, ukryta pod setkami metrów skał i osadów.
Czytaj też: Kamczacka zagadka sejsmiczna. Megatrzęsienie powróciło znacznie szybciej, niż przewidywano
Ta odkryta warstwa ma zaledwie 25-30 metrów grubości. To niezwykłe, że tak niepozorna struktura mogła odegrać kluczową rolę w zdarzeniu, które pochłonęło ponad 15 tysięcy istnień, a tysiące osób uczyniło zaginionymi. Fale tsunami uszkodziły elektrownię jądrową Fukushima Daiichi, prowadząc do najpoważniejszej awarii od czasu Czarnobyla. Skutki społeczne, gospodarcze i środowiskowe są odczuwalne w Japonii do dziś.
Jak cienka warstwa gliny wywołała gigantyczne tsunami?
Mechanizm jest zarówno fascynujący, jak i przerażający. Warstwa gliny, która stała się naturalną linią podziału między płytami, formowała się przez ponad 130 milionów lat. Mikroskopijne cząstki osadzały się na dnie Oceanu Spokojnego w okresie od późnej kredy aż do około 20 milionów lat temu, gdy płyta pacyficzna przemieszczała się na zachód z prędkością kilku centymetrów rocznie.
Ta praca pomaga wyjaśnić, dlaczego trzęsienie ziemi z 2011 roku zachowywało się tak odmiennie od tego, co przewidywało wiele naszych modeli. W poprzednich dużych trzęsieniach ziemi największe ruchy występowały tam, gdzie granica płyt była najgłębsza, i na tym opierały się modele. W tym przypadku jednak największy poślizg nastąpił tam, gdzie styk płyt był najpłytszy – relacjonuje Ron Hackney z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego
Ściśnięta między twardszymi skałami, glina utworzyła idealną, słabą strefę uskoku. Gdy nagromadzone przez wieki naprężenia zostały uwolnione, opór w tym miejscu był minimalny. Najbardziej zdumiewa dysproporcja skali: płaszczyzna pęknięcia miała grubość około jednego centymetra, a umożliwiła przesunięcie się uskoku o 50-70 metrów. To gwałtowne, pionowe uniesienie dna morskiego o kilka metrów wygenerowało potężną falę tsunami. Kluczowe okazało się zestawienie materiałów o skrajnie różnych właściwościach: miękkiej, starożytnej gliny i twardych skał.
Implikacje dla innych regionów
Odkrycie to może mieć fundamentalne znaczenie dla globalnej oceny ryzyka sejsmicznego. Jeśli podobne słabe warstwy gliny istnieją w innych strefach subdukcji na świecie, naukowcy zyskają narzędzie do wskazania obszarów najbardziej narażonych na katastrofalne trzęsienia z dużym, płytkim poślizgiem. To nie tylko kwestia uniwersyteckich debat, lecz również realna szansa na lepsze przygotowanie i ostrzeżenia.
Czytaj też: Kontur kontynentu pod ziemią? Nowa analiza danych magnetycznych zmienia obraz Australii
Hackney zwraca uwagę na niepokojący przykład Sumatry. Istnieją przesłanki, iż osady wciągane pod ten region mogą również zawierać podobną słabą warstwę. Gdyby tak było, mogłoby to wyjaśniać mechanizm potwornego tsunami z 2004 roku, które zabiło ponad 230 tysięcy osób. Pewność przyjdzie jednak dopiero wraz z kolejnymi, głębokimi wierceniami. Jak widać, nasza wiedza o podwodnych mechanizmach mogących uderzyć w wybrzeża wciąż jest dość uboga, choć z każdym rokiem się zwiększa.