Najnowsze badania skupiają się na Japonii, która stanowi idealne naturalne laboratorium do obserwacji tych zjawisk. Archipelag japoński od dziesięciu milionów lat podlega wpływom unikalnego systemu tektonicznego, który naukowcy nazywają SDDS (ang.same-dip double subduction).
SDDS to zjawisko, w którym dwie pobliskie strefy subdukcji zanurzają się w tym samym kierunku. W przypadku Japonii chodzi o rowy Riukiu i Izu-Bonin-Mariańskie na południe od archipelagu. W przeciwieństwie do pojedynczych stref subdukcji ten podwójny system działa jak potężna maszyna tektoniczna, której wpływ sięga znacznie dalej, niż początkowo sądzono.
Czytaj także: Jak powstały najdłuższe góry na świecie? Zauważyli, że 14 mln lat temu zaczęło się coś niepokojącego
Kluczową cechą SDDS jest jego zdolność do generowania naprężeń na ogromnych odległościach. Podczas gdy tradycyjne modele tektoniczne skupiały się na lokalnych efektach subdukcji, nowe badania pokazują, że system podwójnej subdukcji może wpływać na struktury geologiczne oddalone o setki, a nawet tysiące kilometrów.
Mechanizm SDDS działa poprzez złożone oddziaływania między płytami tektonicznymi. Gdy dwie strefy subdukcji pracują w tym samym kierunku, tworzą system naprężeń, który propaguje się przez całą płytę nadległą. Modelowanie geodynamiczne wykazało podwojenie naprężeń ściskających w litosferze z około 20 MPa do 40 MPa w regionach odległych o setki kilometrów od pierwotnych stref subdukcji.
Ten efekt rozciąga się na regiony znajdujące się za łukiem wulkanicznym. W przypadku Japonii oznacza to, że procesy zachodzące w rowach oceanicznych na południu wpływają na całą północno-wschodnią część kraju, a nawet na obszary Morza Japońskiego.
Japonia stanowi doskonały przykład długoterminowego oddziaływania systemu SDDS. Zaawansowane modelowanie 3D pokazało, że przez ostatnie 10 milionów lat system przeciągał rów Pacyfiku na zachód, generując naprężenia, które doprowadziły do powstania gór w północno-wschodniej Japonii.
Procesy te nie były stałe w czasie. Około 10-8 milionów lat temu region doświadczał łagodnej kompresji wschód-zachód, która stopniowo nasilała się, osiągając szczyt intensywności około 5,6-3,5 miliona lat temu. To właśnie wtedy rozpoczęła się niekolizyjna orogeneza, czyli proces tworzenia gór bez zderzenia kontynentów.
Współczesne skrócenie skorupy ziemskiej w regionie wynosi do 15 mm rocznie, co może wydawać się niewielką wartością, ale w skali geologicznej oznacza ogromne zmiany. Przez ostatnie miliony lat doprowadziło to do skrócenia o 10-15 km w północno-wschodniej Japonii.
System SDDS sprawił, że północno-wschodnia Japonia stała się szczególnie podatna na katastrofalne trzęsienia ziemi. Region ten doświadczył już dwóch niszczycielskich wstrząsów: trzęsienia Tohoku z 2011 roku o magnitudzie 9,0 oraz trzęsienia na Półwyspie Noto z 2024 roku, które spowodowało wypiętrzenie wybrzeża o 4,3 metra.
Trzęsienie na Półwyspie Noto było szczególnie znaczące, ponieważ wystąpiło w obszarze zaplecza łuku, gdzie aktywne uskoki powstały w wyniku długoterminowego oddziaływania SDDS. To wydarzenie potwierdza, że procesy zapoczątkowane miliony lat temu wciąż aktywnie kształtują region.
Dane z modelowania 3D ujawniają imponującą skalę oddziaływania SDDS. Region doświadczający wzrostu naprężeń rozciąga się na około 1000-1200 km wzdłuż Rowu Pacyficznego i dodatkowo 1300-1500 km w głąb lądu. To oznacza, że efekty procesów subdukcji są odczuwalne na obszarze porównywalnym z całą Europą Środkową.
Kompresja nie ogranicza się tylko do Japonii. Mapa aktywnych uskoków pokazuje pas zdeformowany o długości około 1200 km, rozciągający się aż po region znajdujący się za wyspą Hokkaido. Ten ogromny zasięg oddziaływania zmienia sposób, w jaki geologowie postrzegają procesy tektoniczne.
Odkrycie mechanizmu SDDS ma daleko idące konsekwencje dla zrozumienia procesów geologicznych na całym świecie. Naukowcy sugerują, że podobne mechanizmy mogły odpowiadać za starożytne zdarzenia górotwórcze, takie jak orogenezę ajjubidzką w północnej Afryce sprzed 86-84 milionów lat czy orogenezę Chanic w Ameryce Południowej z okresu 385-350 milionów lat temu.
Czytaj także: Pierwsze takie dziwne góry na świecie. Za ich powstaniem stoi tajemnicza siła z wnętrza Ziemi
Ta perspektywa otwiera nowe możliwości interpretacji geologicznej przeszłości Ziemi. Wiele starożytnych łańcuchów górskich, których powstanie było dotąd zagadką, może znajdować wyjaśnienie w systemach podwójnej subdukcji, które działały w odległej przeszłości geologicznej.
Z praktycznego punktu widzenia, zrozumienie mechanizmu SDDS ma kluczowe znaczenie dla oceny zagrożeń sejsmicznych. Regiony znajdujące się w zasięgu oddziaływania systemów podwójnej subdukcji mogą być narażone na większe ryzyko trzęsień ziemi, niż dotychczas sądzono. To szczególnie istotne dla obszarów, gdzie podobne konfiguracje tektoniczne występują obecnie, takich jak niektóre regiony basenu Morza Śródziemnego czy zachodniego wybrzeża obu Ameryk.
Odkrycie to pokazuje także, jak złożone i dalekosiężne mogą być procesy kształtujące naszą planetę. To, co dzieje się w głębinach oceanu, może wpływać na krajobrazy odległe o tysiące kilometrów i kształtować je przez miliony lat. To fundamentalna zmiana w rozumieniu dynamiki Ziemi, która będzie miała wpływ na kolejne pokolenia badań geologicznych.