Как земетресение в Япония измести почти цялата държава на изток

Когато на 11 март 2011 г. земетресение с магнитуд 9,0 разтърсва Япония, земята извършва и друго, много по-трайно движение. Около 15 минути след началото на труса в 14:46 ч. местно време почти цялата страна се измества на изток, показват измерванията на GPS станции.

Преместването е малко – между 5 и 6 милиметра – но трайно. По онова време то остава почти незабелязано или е прието за грешка в данните. Геофизикът Съньон Парк от Чикагския университет обаче смята, че сигналите, регистрирали изместването, сочат към реален физически процес. Според ново изследване движението на земната повърхност е резултат от „изключително“ и досега недокументирано сеизмично явление.

„Необичайното беше, че практически цяла Япония се движеше почти едновременно и по почти еднакъв начин“, коментира Парк, която ръководи изследването.

По думите ѝ движението обхваща основната част на Япония – от Хокайдо до Кюшу – територия с дължина около 3000 километра. Освен това то не съвпада по време с първоначалното земетресение и настъпва преди значителните вторични трусове, пише CNN.

След години анализ на GPS и сеизмични данни Парк и колегите ѝ стигат до извода, че вълни от земетресението са достигнали до ядрото на Земята и след това са се върнали обратно към кората, като са предизвикали разместване на четири големи тектонични плочи.

Най-малко 19 жертви при мощно земетресение в южната част на Филипините (Обновена)

Сеизмолозите отдавна знаят, че вълните от мощни земетресения могат да преминават през вътрешността на планетата и да се отразяват от външното ѝ ядро, което е съставено от течен метал. Досега обаче се смяташе, че енергията им се разсейва, преди да се върне обратно към земната кора.

„Подобен тип дълбоко проникваща вълна, която предизвиква такова събитие, е нещо ново. То е необичайно и заради огромния мащаб, който обхваща“, обяснява Парк.

Макар земетресенията често да причиняват драматични движения на земната повърхност – разкъсвания на терена и измествания с десетки сантиметри – тези ефекти обикновено са ограничени в сравнително малки райони. Събитието, регистрирано от Парк и колегите ѝ, обхваща практически цяла държава.

Геофизикът Горан Екстрьом от Колумбийския университет посочва, че при земетресението от 2011 г. двете тектонични плочи под Япония се разместват една спрямо друга с около 10 метра.

„Това бързо движение поражда труса и цунамито, а също така измества целия остров Хоншу с около 20 сантиметра на изток“, отбелязва Екстрьом, който не участва в изследването.

Откритото от Парк и екипа ѝ изместване е много по-малко, но е забележително заради огромната площ, върху която се наблюдава. Според авторите това е най-мащабното подобно събитие, регистрирано досега. Освободената енергия е приблизително равна на тази при земетресение с магнитуд 7,5.

Нов сеизмичен риск

Земетресението от март 2011 г., чийто епицентър се намира на 372 километра североизточно от Токио, е най-силното в историята на Япония. То предизвиква опустошително цунами, ядрена криза и отнема живота на около 20 000 души.

Според Парк политиците и институциите трябва да са наясно с този досега неизвестен източник на сеизмичен риск.

За разлика от вторичните трусове, които не могат да бъдат предсказани точно, пътуването на сеизмичните вълни до ядрото на Земята и обратно – приблизително 5800 километра – отнема около 15 минути. Това означава, че подобно събитие би могло поне теоретично да бъде очаквано и да се предприемат подготвителни мерки.

Поради факта, че енергията му е разпределена върху огромна територия, то вероятно би било усетено по-слабо и би причинило по-малко щети от типично земетресение с магнитуд 7,5, при което енергията е концентрирана в по-малка зона.

Япония под тревога за огромно вторично земетресение, след като опасността от цунами премина

„Дори да е имало щети, те вероятно трудно биха могли да бъдат разграничени от пораженията, причинени от основния трус и последвалите вторични земетресения“, посочва Парк.

Изместването през 2011 г., предизвикано от сеизмичната вълна, достигнала до ядрото и върнала се обратно, обхваща зоните на контакт между Тихоокеанската и Охотската плоча, както и границата между Филипинската и Евразийската плоча. Тектоничните плочи представляват огромни части от земната кора, които непрекъснато се движат с бавни темпове.

Според Парк силното разклащане от първоначалното земетресение вероятно е улеснило въздействието на завърналата се от ядрото вълна. Тя е активирала отново разломите около основния трус и е предизвикала движения и по-далечни граници между тектоничните плочи.

Ведран Лекич, професор по геоложки, екологични и планетарни науки в Университета на Мериленд, отбелязва, че Япония разполага с „изключителна“ мрежа от сеизмични и сателитни станции, която прави възможно регистрирането на подобни явления.

Според него е напълно възможно същият феномен да се проявява и в други части на света, но да остава незабелязан заради липсата на достатъчно добра измервателна инфраструктура.

По думите му досега никога не е било наблюдавано движение по толкова обширна система от разломи, предизвикано от сеизмична вълна, която се е отразила от земното ядро.

Парк и колегите ѝ разглеждат и други възможни обяснения за изместването на Япония на изток, включително подводно свлачище. Според тях обаче ефектът от подобно събитие би бил значително по-локален.

Ако интерпретацията на данните е правилна, изследването е „изключително важно“, смята геофизикът Аманда Томас от Калифорнийския университет в Дейвис, която също не участва в проучването.

„По-широкото значение на това изследване е, че големите земетресения може да продължават да влияят на разломните системи по неочаквани начини в продължение на много минути след основното разкъсване – не само чрез вторични трусове, но и чрез по-късно пристигащи сеизмични вълни“, казва тя.

„Все още не разбираме напълно как функционират разломите, а подобни наблюдения добавят още едно парче към пъзела.“