Jest dowód na to, jak rusza się Ziemia. Struktury na dnie oceanu nie pozostawiają wątpliwości

Trzęsienie ziemi u wybrzeży Japonii w 2011 roku było największym tego typu kataklizmem w kraju w historii pomiarów oraz czwartym najsilniejszym wstrząsem na świecie. Przyczyny tamtego wydarzenia wydają się już dobrze znane, ale wciąż odkrywane są kolejne szczegóły. Niedawna ekspedycja na samo dno Rowu Japońskiego wykazała obecność ogromnej podmorskiej skarpy, której przed 2011 rokiem jeszcze nie było. Czym są te struktury?
Zniszczenia po trzęsieniu ziemi w Japonii w 2011 roku / źródło: ESU, Wikimedia Commons, CC-BY-3.0

Zniszczenia po trzęsieniu ziemi w Japonii w 2011 roku / źródło: ESU, Wikimedia Commons, CC-BY-3.0

Japonia jest wyspiarskim krajem położonym w aktywnym sejsmicznie regionie. Znajduje się ona na Pacyficznym Pierścieniu Ognia oraz na granicy aż trzech płyt tektonicznych – pacyficznej, filipińskiej oraz euroazjatyckiej. W krajobrazie państwa dominują wysokie wulkany, istnieje wiele miejsc z gorącymi źródłami, a do pomniejszych wstrząsów dochodzi tutaj na porządku dziennym.

Czytaj też: Podziemne struktury znalezione na Bliskim Wschodzie. To nie są współczesne obiekty

Japończycy zdają się być przyzwyczajeni do życia na istnej „beczce prochu”, która nie wiadomo, kiedy wybuchnie. Służby przewidujące trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów działają tutaj wyjątkowo skutecznie, ale niestety nie zawsze udaje się im przewidzieć wszystkich kataklizmów z odpowiednim wyprzedzeniem. Datę 11 marca 2011 roku pamiętają na pewno wszyscy w Japonii.

Mapa z granicami płyt tektonicznych na Ziemi / źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna

Struktury w Rowie Japońskim dowodem na ogromne przesunięcie mas skalnych

Wczesnym popołudniem tamtego dnia doszło do silnego trzęsienia ziemi o magnitudzie 9. Hipocentrum znajdowało się około 20-30 kilometrów pod dnem oceanu, w odległości 140 kilometrów od wschodniego wybrzeża wyspy Honsiu. To, że do wstrząsów doszło właśnie pod powierzchnią morza, było największym przekleństwem dla Japonii. Trzęsienie ziemi wywołało olbrzymią falę tsunami, która na nizinnych terenach wdarła się nawet 10 kilometrów w głąb lądu.

Czytaj też: Tajemnicze struktury sięgają przed czasy naszego gatunku. Kto je stworzył?

Czy jesteśmy w stanie obserwować efekty takich kataklizmów jak ten z 2011 roku? Mowa tutaj nie o obserwacji zniszczeń w infrastrukturze, a o zobaczeniu realnych zmian w rzeźbie terenu. Okazuje się, że bardzo często po silnych wstrząsach można zauważyć pęknięcia w gruncie, przesunięcia względem jakichś linii, które potem okazują się pokrywać z podziemnymi uskokami. Niemniej zazwyczaj są to zmiany terenu dość niewielkie, liczone najwyżej w skali kilku metrów.

Mapa wstrząsów z 2011 roku / źródło: Hanz-Josef Lücking, Wikimedia Commons, domena publiczna

Zupełnie inaczej było w przypadku japońskiego trzęsienia ziemi. Celem zbadania podmorskiego epicentrum wybrała się grupa naukowcy z japońskich uczelni: Uniwersytetu Niigata i Uniwersytetu Nauki i Technologii Morskiej w Tokio we współpracy z badaczami z Uniwersytetu Australii Zachodniej oraz zespołem Japan Cruise Leg2. Na łamach Communications Earth & Environment opisali swoje obserwacje z dna Rowu Japońskiego.

Trzęsienie ziemi wywołało poślizg skał wzdłuż uskoku na długości nawet 120 metrów

Ekipa zeszła na głębokość 7500 metrów, gdzie natknęła się na 26-metrowy prawie pionowy klif, który znajdował się na zboczu grzbietu o wysokości niemal 60 metrów. Struktura ta musiała powstać w wyniku trzęsienia ziemi, ponieważ jeszcze przed 2011 rokiem w ogóle nie była znana.

Miejsce badań w Rowie Japońskim / źródło: https://doi.org/10.1038/s43247-023-01118-4, CC-BY-4.0

Badacze uznali, że to właśnie tutaj znajdowało się serce wstrząsów. Na podstawie zdjęć terenu i przekrojowych rysunków oszacowano, że doszło tutaj do poślizgu wzdłuż linii uskokowej. Długość przesunięcia wyniosła około 80-120 metrów, przy założeniu spadku terenu pod kątem 30-45 stopni.

Profil skarpy (a) wraz ze zdjęciami z konkretnych lokalizacji (b-e) / źródło: https://doi.org/10.1038/s43247-023-01118-4, CC-BY-4.0

Poślizg ogromnych mas skalnych na tak dużą skalę (mówimy tutaj o 100 metrach, podczas gdy trzęsienia ziemi w innych częściach świata dokonują przesunięć w skali kilku metrów) wywołał katastrofalne w skutkach tsunami. Przypomnijmy, że wysokość fal wówczas wynosiła około 10 metrów, a rekordowa z nich w Ofunato osiągnęła 29,6 metra! Tsunami dotarło również do innych krajów nad Oceanem Spokojnym – w ciągu 21 godzin fale rozbiły się nawet o wybrzeże Peru i Chile. Straty materialne w amerykańskich stanach Oregon, Kalifornia i Hawaje były liczone w milionach dolarów. Nawet w Indonezji i Kalifornii odnotowane ofiary śmiertelne.

Czytaj też: Na północy Polski jest ich pełno. Zagadkowe struktury wyjawiły sekrety Ziemi na szeroką skalę

Dlaczego akurat Japonia doświadcza tak często silnych trzęsień ziemi? Jak już wspomniano wcześniej, położona jest ona na aktywnym styku kilku płyt tektonicznych i dochodzi tutaj do subdukcji. Cięższa, oceaniczna płyta pacyficzna wsuwa się tutaj pod lżejszą, granitową skorupę kontynentalną. Wskutek tych ruchów powstał rów oceaniczny oraz łuk wysp wulkanicznych, które dzisiaj wchodzą w skład Japonii. Warto dodać, że płyta oceaniczna w okolicach Japonii jest jedną z najstarszych na Ziemi. Subdukcja ma tutaj miejsce od co najmniej 180-200 milionów lat, czyli epoki jury.