Rów Japoński pod lupą naukowców. Odkrywają przyczyny trzęsień ziemi

Co można znaleźć w głębinach mórz i oceanów? Naukowcy odnajdują w takich miejscach m.in. wskazówki i odpowiedzi na wiele ważnych dla ludzi pytań. Na przykład tych dotyczących najpotężniejszych trzęsień ziemi i tsunami.

Właśnie w tym celu wystartowała ekspedycja 405 programu International Ocean Discovery Program (IODP). 60 naukowców wraz z doświadczonymi wiertnikami wsiadło na największy na świecie naukowy statek wiertniczy i wybrało się w rejon Rowu Japońskiego, by tam szukać wskazówek na temat wielkich katastrof naturalnych.

Rów Japoński to rów oceaniczny na Oceanie Spokojnym - wchodzi w skład Pacyficznego Pierścienia Ognia. Rów ten to także miejsce subdukcji, gdzie płyta pacyficzna wsuwa się pod płytę ochocką, niewielką płytę tektoniczną. W 2011 roku doszło tam do trzęsienia ziemi o magnitudzie 9,1, które wywołało tsunami i katastrofę w elektrowni jądrowej Fukushima.

Naukowcy byli zaskoczeni nie skalą trzęsienia ziemi, ale miejscem największego przesunięcia płyty tektonicznej, które je wywołało, "nie głęboko pod ziemią, lecz tuż pod dnem morskim, w najpłytszym miejscu granicy płyt tektonicznych", podaje zaangażowana w badania dr Morgane Brunet.

- Wykonaliśmy głębokie odwierty w obrębie uskoku tektonicznego, dokładnie w strefie, która pękła podczas trzęsienia ziemi w 2011 roku. Oznaczało to konieczność wykonania odwiertów na głębokość ponad 800 metrów pod dnem morskim, aż do samego uskoku, aby pobrać próbki skał i osadów - wyjaśnia dr Brunet.

Badacze analizowali pobrane osady w laboratorium. W okolicy uskoku umieszczono też sprzęt badawczy.

- Zainstalowaliśmy również długoterminowe obserwatorium, aby monitorować temperaturę i ciśnienie płynu w miejscu trzęsienia ziemi. Mamy nadzieję wykryć subtelne sygnały ukryte w materiale, który kiedyś wywołał jedno z najsilniejszych trzęsień ziemi w historii - podała badaczka.

Badania mają na celu zrozumienie źródeł takich tragedii oraz poprawę ocen ryzyka tsunami i zwiększenie globalnej odporności na katastrofy naturalne.

- Każdy nowy rdzeń przechodził ściśle skoordynowany proces: skanowano go za pomocą tomografii komputerowej o wysokiej rozdzielczości, testowano pod kątem właściwości fizycznych i chemicznych, a następnie dzielono na pół. Jedna połowa była starannie przechowywana w stałym archiwum, a druga była szczegółowo badana i pobierana z niej próbki przez naukowców z różnych krajów i dyscyplin - wyjaśniła Brunet.

Na tej podstawie naukowcy byli w stanie odtworzyć historię geologiczną regionu - odnalezione sekwencje oraz minerały wykazały ślady dawnych trzęsień i osuwisk, a budowa tego obszar okazała się sprzyjać gwałtownym przesunięciom płyt. Dalsze badania i dane z zainstalowanych instrumentów pozwolą na opracowanie symulacji możliwych przyszłych zdarzeń i modelowanie ewolucji uskoku.

Podobne strefy subdukcji istnieją m.in. w Chile, Indonezji i na Alasce w Stanach Zjednoczonych. Jeśli płytkie ruchy tektoniczne mogą występować także tam, konieczne jest przemyślenie obecnych modeli sejsmicznych i strategii przygotowania na katastrofy.

- Ekspedycja IODP 405 stanowi kamień milowy w nauce o trzęsieniach ziemi i tsunami. W nadchodzących latach dane z nowego obserwatorium wiertniczego, wraz z eksperymentami laboratoryjnymi i analizami osadów, dostarczą bezprecedensowych informacji na temat ewolucji tych uskoków oraz możliwych sposobów lepszego przewidywania i łagodzenia skutków przyszłych trzęsień ziemi o wyjątkowej sile - zaznaczyła dr Morgane Brunet na łamach swojego artykułu na "The Conversation".