Снова и снова Японию сотрясают землетрясения. Гигантский тектонический разлом длиной 120 километров лежит под землей у его берегов. С помощью буровых образцов ученые впервые раскрыли происхождение и поведение этой «мегаигры». Как они теперь сообщают в «Nature Geoscience» онлайн, трещине в земной коре два миллиона лет, и ее активность менялась с течением времени.
В рамках исследовательского проекта NanTroSEIZE ученые пытаются понять, почему в Японии так часто дрожит земля. Во время экспедиции с буровым судном CHIKYU у западного побережья Японии Михаэль Штрассер, ученый MARUM - Центра морских наук об окружающей среде при Бременском университете, и его иностранные коллеги взяли буровые пробы с морского дна в желобе Нанкай, одном из самые активные сейсмоопасные зоны в мире. Здесь океаническая Филиппинская плита погружается под Евразийскую тектоническую плиту со скоростью четыре сантиметра в год. Верхняя Евразийская плита отрывает части морского дна от нижней Филиппинской плиты.
Гигантское волнение у побережья
Соскобленный осадочный материал зажат между могучими тектоническими плитами под огромным давлением. Появляются трещины, так называемые возмущения. У берегов Японии часть Нанкайского осадочного клина, обращенная к суше, пересекается заметным разломом, простирающимся на 120 километров параллельно побережью. «Мы называем такие гигантские прорывы мегаспектрами, - объясняет Штрассер. «Они могут передавать движения, возникающие при землетрясениях на больших глубинах, на морское дно. При определенных обстоятельствах это вызывает цунами».
До сих пор сведения о глюках мегаэкрана были фрагментарными. Они получены в результате сейсмических исследований и модельных расчетов.«Благодаря буровым кернам с морского дна, которые мы получили на борту CHIKYU, теперь впервые можно детально проследить геологическую историю таких разломов», - говорит исследователь MARUM. С помощью информации из керна ученые могут описать геологические периоды, когда разлом был особенно активен.
Колебания активности
Вместе со своими коллегами Штрассер обнаружил, что разлом образовался в Нанкайском желобе около двух миллионов лет назад. «Наш самый важный результат заключается в том, что активность Нанкайского разлома колебалась на протяжении тысячелетий», - говорит геолог. После начального периода высокой активности движение по разлому прекратилось. «Около 1,55 миллиона лет назад возмущение возобновилось. С тех пор он способствует распространению волн землетрясений снизу».
Исследование сейсмогенной зоны
Нанкайский желоб также особенно подходит для исследования землетрясений, поскольку исторические записи о землетрясениях и цунами в этом регионе относятся к седьмому веку. Кроме того, так называемая сейсмогенная зона, т.е. область, в которой начинаются землетрясения, находится всего лишь примерно в шести километрах ниже морского дна.
Целью проекта NanTroSEIZE является бурение скважин от борта CHIKYU до этой зоны в течение следующих нескольких лет. Аббревиатура NanTroSEIZE расшифровывается как «Эксперимент в сейсмогенной зоне Нанкайского желоба» и является частью Комплексной программы океанского бурения IODP. «В конце концов, мы надеемся однажды обнаружить сигналы, которые возникают непосредственно перед землетрясением. Это было бы большим шагом вперед в нашем стремлении лучше понять, как возникают землетрясения и цунами», - объясняет Штрассер.