پژوهشگران با یک حفاری بسیار عمیق در گسل توهوکو ژاپن علت قدرت بی‌سابقه زلزله و سونامی ویرانگر سال ۲۰۱۱ این منطفه را کشف کردند
به گزارش سرویس اخبار علمی تکناک، این زلزله که در ادبیات علمی با عنوان «زلزله و سونامی توهوکو» شناخته می‌شود، در گودال ژاپن و در فراساحل شرقی این کشور رخ داد؛ جایی که صفحه تکتونیکی اقیانوس آرام به‌طور مداوم در زیر صفحه اوخوتسک، به‌عنوان بخشی از صفحه آمریکای شمالی، فرومی‌رود.
این نوع برخورد صفحات، در رده زلزله‌های ناحیه فرورانش قرار می‌گیرد و زمانی که میزان لغزش میان صفحات بسیار بزرگ باشد، زلزله از نوع «مگاترست» طبقه‌بندی می‌شود. زلزله توهوکو با بزرگای بسیار بالا، قدرتمندترین زلزله ثبت‌شده در تاریخ ژاپن و چهارمین زلزله شدید ثبت‌شده جهان از زمان آغاز ثبت لرزه‌شناسی مدرن در سال ۱۹۰۰ به‌شمار می‌رود.
به‌طور معمول، در زلزله‌های مگاترست، لغزش اصلی در اعماق زمین رخ می‌دهد و لایه‌ای از سنگ‌های سخت و قفل‌شده در نزدیکی بستر دریا، گسترش گسیختگی را مهار می‌کند. همین سازوکار، معمولاً مانع از رسیدن شکاف به سطح دریا می‌شود. اما در زلزله توهوکو، برخلاف انتظار دانشمندان، لغزش با حرکت رو به بالا افزایش یافت و شکستگی زمین تا خود گودال ژاپن امتداد پیدا کرد. این رفتار غیرمعمول، سال‌ها یکی از بزرگ‌ترین معماهای لرزه‌شناسی به‌حساب می‌آمد.
بخوانید: هشدار سونامی در ژاپن و آمریکا در پی زلزله ۸/۸ ریشتری در روسیه
اکنون نتایج یک پژوهش تازه که در مجله علمی Science منتشر شده است، نشان می‌دهد دلیل اصلی این پدیده، ساختار زمین‌شناسی خاص ناحیه گسل بوده است. پژوهشگران در این مطالعه اعلام کردند که به‌جای یک لایه سنگی سخت، لایه‌ای به ضخامت حدود ۳۰ متر از «رس پلاژیک» میان صفحات تکتونیکی قرار داشته است؛ ماده‌ای نرم و لغزنده که در طول میلیون‌ها سال از ته‌نشینی ذرات بسیار ریز در اعماق اقیانوس شکل گرفته است.
بر اساس یافته‌های این پژوهش، با آغاز حرکت صفحات تکتونیکی، این رس پلاژیک نه‌تنها مانعی در برابر لغزش ایجاد نکرد، بلکه مانند یک روان‌کننده طبیعی عمل کرد و شتاب لغزش را افزایش داد. نتیجه این فرآیند، وقوع لغزشی کم‌عمق به میزان حدود ۵۰ تا ۷۰ متر بود که بخش‌های بزرگی از بستر دریا را جابه‌جا کرد و امواج ضربه‌ای بسیار قدرتمند و در نهایت، سونامی عظیم سال ۲۰۱۱ را پدید آورد.
مطلب پیشنهادی: ژاپنی ها برای تشخیص زلزله با سرعت نور روش جدیدی ابداع کردند
پیامدهای این زلزله به‌قدری گسترده بود که جزیره هونشو، جزیره اصلی ژاپن، حدود ۲٫۴ متر به سمت شرق جابه‌جا شد. همچنین محور چرخش زمین بین ۱۰ تا ۲۵ سانتی‌متر تغییر مکان داد و سرعت چرخش سیاره زمین، روزانه حدود ۱٫۸ میکروثانیه افزایش یافت؛ تغییراتی که نشان‌دهنده مقیاس فوق‌العاده این رویداد زمین‌ساختی هستند.
پاتریک فالتون، از پژوهشگران این مطالعه، اعلام کرد که این نتایج به‌خوبی توضیح می‌دهد چرا زلزله سال ۲۰۱۱ رفتاری کاملاً متفاوت از پیش‌بینی بسیاری از مدل‌های لرزه‌ای داشت. به‌گفته او، مشاهده مستقیم ساختار ناحیه گسل، امکان درک دقیق‌تر محل تمرکز لغزش و همچنین برآورد واقع‌بینانه‌تر پتانسیل ایجاد سونامی در نواحی فرورانش را فراهم می‌کند.
دستیابی به این داده‌ها، نتیجه مأموریتی موسوم به «پروژه حفاری سریع گودال ژاپن» است که در سال ۲۰۲۴ انجام شد. در این مأموریت، دانشمندان با استفاده از کشتی حفاری فوق‌پیشرفته ژاپنی «چیکییو» برای نخستین بار مستقیماً به درون ناحیه گسل یک زلزله مگاترست اخیر حفاری کردند. عمق این حفاری به ۷ هزار و ۹۰۶ متر زیر سطح دریا رسید و رکورد عمیق‌ترین حفاری علمی جهان را در کتاب رکوردهای گینس به ثبت رساند.
برای مطالعه: پیش بینی زودهنگام وقوع زلزله با کمک هوش مصنوعی
پژوهشگران معتقدند این یافته‌ها، درک علمی از فعالیت لرزه‌ای سواحل ژاپن را به‌طور اساسی بهبود می‌دهد؛ به‌ویژه با توجه به اینکه رس پلاژیک در امتداد صدها کیلومتر از گودال ژاپن گسترده شده و احتمال وقوع زلزله‌های کم‌عمق و سونامی‌زا را افزایش می‌دهد. این شناخت تازه می‌تواند مبنای دقیق‌تری برای ارزیابی خطر زلزله و سونامی در ژاپن و دیگر مناطق ساحلی جهان فراهم کند.
