Скользкое дело

В 2011 году у берегов Японии произошло землетрясение магнитудой 9,0. Оно стало самым мощным из всех, что когда-либо происходили в стране, и одним из сильнейших в мире. Землетрясение вызвало разрушительное цунами. Эта катастрофа, помимо всего прочего, привела к аварии на АЭС «Фукусима». Ученых долго не оставлял вопрос, почему бедствие оказалось настолько пагубным. Теперь ответ найден. Его помогла дать буровая экспедиция, результаты которой были зафиксированы в Книге рекордов Гиннесса.

Катастрофическое событие, известное как землетрясение и цунами в Тохоку, произошло в Японском жёлобе — районе у восточного побережья страны, где Тихоокеанская тектоническая плита погружается под Охотскую плиту (часть Северо-Американской плиты). Когда такие плиты смещаются, возникает землетрясение в зоне субдукции – области, где одна плита двигается под другую. Здесь постепенно накапливается напряжение, которое со временем высвобождается и приводит к сильным землетрясениям и цунами. Если смещение особенно велико, его называют мегаземлетрясением. Именно таким и стало бедствие 2011 года.



Обычно при мегаземлетрясениях основной разрыв формируется глубоко под морским дном. Ближе к поверхности его сдерживает слой так называемых «запертых» пород. Они работают как тормоз и не дают разлому выйти к наружу. Но в случае Тохоку все пошло иначе. Смещение не ослабевало по мере подъема, а наоборот, усиливалось. В итоге разлом дошел прямо до дна океана. Именно это и ставило ученых в тупик более десяти лет.

Теперь международная исследовательская группа объяснила, почему это произошло. Статья с результатами работы опубликована в журнале Science.


СКОЛЬЗКИЙ РАЗЛОМ

Чтобы сделать своё открытие, учёные в 2024 году отправились в экспедицию Japan Trench Fast Drilling Project, или JTRACK.

Экспедиция использовала сверхсовременное японское буровое судно Chikyū. С его помощью ученые достигли глубины 7 906 метров под поверхностью моря. Так был установлен мировой рекорд. Бурение стало самым глубоким научным бурением в истории, что и было зафиксировано Книгой рекордов Гиннесса.

Исследователи выяснили, что в зоне разлома отсутствовал привычный твердый слой пород. Вместо него между плитами находился слой пелагической глины толщиной около 30 метров. Это мягкое и скользкое вещество накапливалось здесь миллионы лет. Его образовали микроскопические частицы, которые медленно оседали на дно океана.


В результате произошло поверхностное смещение на 50–70 метров. Огромные участки морского дна резко сдвинулись. Именно это породило мощнейшие ударные волны и гигантское цунами. Землетрясение было настолько сильным, что остров Хонсю сместился примерно на 2,4 метра к востоку. Ось вращения Земли, по оценкам ученых, сдвинулась на 10–25 сантиметров, а скорость вращения планеты увеличилась на 1,8 микросекунды в сутки.

Полученные данные меняют представления о сейсмической активности у берегов Японии. Как отмечают ученые, пелагическая глина тянется вдоль Японского желоба на сотни километров. Это означает, что поверхностные разломы и, как следствие, мощные цунами здесь могут происходить чаще, чем считалось ранее.

«В районе Японского желоба геологическое строение фактически заранее определяет, где сформируется разлом, – объяснил один из авторов исследования Патрик Фултон из Корнеллского университета. - В итоге возникает крайне локализованная и очень слабая поверхность. Именно поэтому разрывы так легко доходят до самого морского дна».

По словам ученого, новое понимание механики таких разломов поможет точнее оценивать риски землетрясений и цунами и для других прибрежных регионов мира. «Эта работа помогает понять, почему землетрясение 2011 года вело себя так не так, как предсказывали многие наши модели, – отметил Фултон. - Когда мы видим, как именно устроена зона разлома, мы лучше понимаем, где может сосредоточиться смещение и какой цунами-потенциал есть у конкретной зоны субдукции».

---

New Atlas
Иллюстрация: «За рубежом», Midjourney