Incydent, o którym mowa, był niewielkim wstrząsem wtórnym i nastąpił po trzęsieniu ziemi o sile 7,9 stopnia, które w 2015 roku nawiedziło wyspę Ogasawara (dawniej znaną jako Bonin), położoną u wybrzeży kontynentalnej Japonii. Choć od tamtych wydarzeń minęło sześć lat, ale dopiero teraz naukowcy zdołali potwierdzić, że zarejestrowano wówczas najgłębsze trzęsienie ziemi w historii oraz wyjaśnili, jak doszło do czegoś, co wydawało się niemożliwe.

Pomogły super czułe sejsmografy

Ponieważ ekstremalnie głęboki wstrząs był dość niewielki i niemal niewyczuwalny na powierzchni, do jego zlokalizowania potrzebne były bardzo czułe instrumenty. Naukowcy z Uniwersytetu Arizony zwrócili się więc o pomoc do kolegów z Japonii i skorzystali z danych pochodzących z tamtejszego systemu Hi-net. To sieć stacji sejsmicznych o wysokiej czułości, uważana za najpotężniejszy i najdokładniejszy system służący do wykrywania trzęsień ziemi na świecie.

Pomiary wykazały, że wstrząs z 2015 roku miał miejsce na głębokości 751 kilometrów. Wyniki muszą jeszcze zostać potwierdzone przez innych badaczy, ale odkrycie opiera się na wiarygodnych danych i zostało już uznane przez wielu ekspertów z całego świata – podaje portal LiveScience.

Wcześniejszy nieoficjalny rekord głębokości epicentrum trzęsienia ziemi wynosił 670 km, ale nie został potwierdzony. Wiadomo jednak, że do wstrząsów może dochodzić na głębokości ok. 400 km. Biorąc pod uwagę, że zdecydowana większość trzęsień ma swój początek w skorupie ziemskiej, a ich epicentrum nie sięga dalej, niż 100 km pod powierzchnię, ten wynik nadal jest zadziwiający.

W dolnym płaszczu nie powinno dochodzić do wstrząsów

Głębokość rekordowego wstrząsu oznacza, że jego epicentrum znajdowało się w tzw. dolnym płaszczu Ziemi. Cały płaszcz ziemski to warstwa o grubości ok. 2900 kilometrów, leżąca między skorupą a jądrem. Dolny stanowi 73 proc. jego masy, znajduje się bliżej jądra niż płaszcz górny i – jako obszar wyjątkowo trudno dostępny – jest słabiej zbadany.

Dotychczas sejsmolodzy uważali, że w dolnym płaszczu Ziemi nie może dochodzić do wstrząsów. Wyjaśniali, że w tym obszarze skały są znacznie gorętsze niż w skorupie ziemskiej i wystawione na wyższe ciśnienie, a co za tym idzie – są bardziej „plastyczne”. Ta ich cecha sprawia, że kiedy dochodzi do kolizji dwóch skał, bardziej prawdopodobne jest, że nieco się ugną i ulegną deformacji, zamiast zderzać się i pękać. A to właśnie pęknięcia wyzwalają energię odpowiedzialną za powstanie wstrząsów sejsmicznych.

Dlaczego więc tym razem doszło do trzęsienia w dolnym płaszczu? Zdaniem prof. Pameli Burnley z Uniwersytetu Nevady, która nie była zaangażowana w badanie, skały i minerały nie zawsze zachowują się dokładnie tak, jak byśmy tego oczekiwali. Nawet pod ogromnym ciśnieniem, które powinno przekształcić je w inne stany, mniej podatne na wstrząsy, skały mogły pozostać w swojej starej postaci.

Zagadkowe wnętrze Ziemi

Czy to wszystko wina owej „nieprzewidywalności” skał i minerałów? Autorzy nowego badania podsuwają kilka innych hipotez, które mogłyby wyjaśniać, jak doszło do nietypowego trzęsienia ziemi. Biorą pod uwagę ewentualność, że granice wewnętrznych warstw Ziemi nie są tak wyraźnie zarysowane, jak sądzimy, a poszczególne warstwy płaszcza są ukształtowanie równie różnorodnie, jak ziemskie krajobrazy, i na rozmaitych szerokościach geograficznych znajdują się na innych głębokościach.

Jeśli to prawda, istnieje możliwość, że w regionie wyspy Ogasawara, gdzie zarejestrowano wstrząs, granica między górnym i dolnym płaszczem nie znajduje się dokładnie tam, gdzie zakładają sejsmolodzy. To sugeruje, że epicentrum trzęsienia mogło jednak znajdować się w górnym płaszczu, choć na nietypowej dla niego głębokości.

Za takim wyjaśnieniem może przemawiać fakt, że Ogasawara znajduje się w strefie subdukcji, w której płyta oceaniczna „wpycha się” pod płytę kontynentalną. Takie stykanie się dwóch płyt tektonicznych może wpływać na deformację wewnętrznych struktur Ziemi – twierdzą autorzy.

Inne wyjaśnienie zakłada, że subdukująca płyta oceaniczna „osiadła” na płaszczu ziemskim na tyle mocno, że doszło do niespodziewanego zderzenia skał z górnego i dolnego płaszcza, co wywołało nietypowy wstrząs. Kolejna hipoteza sugeruje, że temperatura w dolnym płaszczu może nie być tak wysoka, jak uważamy, a więc może dochodzić tam do zderzeń i pęknięć, o których dotychczas nie wiedzieliśmy.

Bez względu na rzeczywistą przyczynę tego trzęsienia ziemi, pewne jest, że nie należy ono do częstych zjawisk. Sejsmolodzy podkreślają, że rekordowo głębokie tąpnięcie poprzedziło trzęsienie o sile 7,2 stopnia, a tak potężne wstrząsy występują średnio co 5 lat.

Źródło: Geophysical Research Letters.