Nowe badania sugerują, że gruba warstwa śliskiej gliny na dnie morskim odegrała kluczową rolę w pogorszeniu niszczycielskiego trzęsienia ziemi w Tohoku w 2011 r. i późniejszego tsunami w Japonii. Wyniki opublikowane w grudniu 2025 r. w czasopiśmie Science pozwalają zrozumieć, dlaczego tsunami było większe i bardziej skoncentrowane niż wcześniej sądzono, a także mogą pomóc w udoskonaleniu przyszłych ostrzeżeń o trzęsieniach ziemi.
Rola gliny podpowierzchniowej
Trzęsienie ziemi o magnitudzie 9,1 w 2011 r. zostało spowodowane ruchem Płyty Pacyfiku poruszającej się pod Japonią w strefie subdukcji. Naukowcy uważają obecnie, że warstwa gliny o grubości do 30 metrów (98 stóp) działała jak słabe ogniwo linii uskoku. Ta „glina o niskim współczynniku tarcia”, jak opisał geofizyk z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego Ron Hackney, pozwoliła energii trzęsienia ziemi skoncentrować się w górę, a nie rozproszyć się poziomo.
„Mogła się bardzo łatwo ześlizgnąć” – wyjaśnił Hackney, podkreślając, w jaki sposób właściwości gliny skupiają siłę parcia dna morskiego w górę.
Ten skoncentrowany ruch podniósł dno morskie o 50–70 metrów (164–230 stóp) na obszarze o powierzchni 500 km (310 mil), powodując ogromne tsunami, które zalało 561 kilometrów kwadratowych (217 mil kwadratowych) Japonii. Pęknięcie uskoku było również mniej rozległe, niż oczekiwano, co dodatkowo zwiększyło przemieszczenie pionowe.
Wiercenie do źródła
Odkrycie nie miało charakteru teoretycznego: w 2024 r. zespół kierowany przez Hackneya wykonał wiercenia bezpośrednio w strefie uskoku ze statku badawczego Chikyu. Penetrując ponad 8 000 metrów (26 000 stóp) pod powierzchnią oceanu, odnaleźli rdzenie osadów zarówno z uskoku, jak i z płyty Pacyfiku.
Analiza tych rdzeni potwierdziła obecność grubej, lepkiej warstwy gliny, która gromadziła się przez około 130 milionów lat. Glina ta ulega kompresji, gdy płyta Pacyfiku przemieszcza się pod Japonią, powodując mechaniczne osłabienie struktury skały. Rezultatem jest obszar podatny na awarie pod obciążeniem.
Konsekwencje dla przyszłej oceny ryzyka
Wyniki sugerują, że podobne warstwy gliny mogą istnieć w innych strefach subdukcji, potencjalnie wpływając na zachowanie przyszłych trzęsień ziemi. Niektóre dowody wskazują na ich obecność w pobliżu Sumatry w Indonezji, miejsca tsunami na Oceanie Indyjskim w 2004 roku. Jednak skład stref uskoków w regionach takich jak Półwysep Kamczatka pozostaje mniej zbadany.
W badaniu podkreślono znaczenie szczegółowych badań podpowierzchniowych dla poprawy oceny zagrożenia sejsmicznego i ulepszenia systemów wczesnego ostrzegania. Lepsze zrozumienie tych słabych punktów może pomóc władzom w opracowywaniu dokładniejszych prognoz i skuteczniejszych strategii gotowości na wypadek klęsk żywiołowych.
Obecność tej warstwy gliny jest kluczowym elementem układanki pozwalającym zrozumieć skalę tsunami w 2011 roku i może być kluczowym czynnikiem w ocenie potencjału przyszłych wydarzeń na dużą skalę w strefach subdukcji na całym świecie.
