Een nieuw geïdentificeerde seismische gebeurtenis heeft Japan waarschijnlijk voorgoed veranderd

Toen Japan op 11 maart 2011 een enorme aardbeving met een kracht van 9,0 deed schudden, onderging de grond ook een duurzamere beweging. Ongeveer 15 minuten nadat het evenement om 14.46 uur lokale tijd begon, verschoof bijna het hele land naar het oosten, volgens metingen van GPS-stations.

De hapering was klein – 5 tot 6 millimeter, of 0,20 tot 0,24 inch – maar permanent en bleef destijds grotendeels onopgemerkt of werd afgedaan als een datafout. Geofysicus Sunyoung Park van de Universiteit van Chicago voelde echter dat de opgenomen signalen die op een verschuiving duidden, op iets tastbaars wezen. In feite weerspiegelde de grondbeweging een “buitengewoon” en voorheen ongedocumenteerd seismisch fenomeen naar een nieuwe studie.

“Het ongebruikelijke aan deze beweging is dat heel Japan zich vrijwel tegelijkertijd vrijwel uniform bewoog”, zegt Park, die het onderzoek leidde.

Ze voegde eraan toe dat de beweging, die het vasteland van Japan – van Hokkaido tot Kyushu – een gebied van ongeveer 3.000 kilometer lang trof, niet overeenkwam met de timing van de eerste aardbeving, en dat deze plaatsvond vóór enige significante naschokken.

Na jarenlang GPS- en seismische gegevens te hebben geanalyseerd, ontdekten Park en haar collega’s dat de golven van de aardbeving naar de kern van de aarde waren gereisd en vervolgens waren teruggekaatst naar de aardkorst, waarbij ze vier grote tektonische platen hadden verplaatst.

Hoewel seismologen wisten dat golven van grote aardbevingen door de planeet heen kunnen reizen en kunnen weerkaatsen op de buitenste kern, die uit vloeibaar metaal bestaat, dachten ze dat de energie verdween voordat ze terugkeerde naar de aardkorst.

“Dat soort diepduikende golven die een bepaalde gebeurtenis teweegbrengen, zijn nieuw, en deze gebeurtenis is heel ongebruikelijk, ook in die zin dat ze zo breed is”, legt Park uit.

Hoewel aardbevingen dramatische grondbewegingen kunnen veroorzaken – waardoor scheuren in het land worden gescheurd en grotere gebieden enkele centimeters kunnen verschuiven – is een dergelijke beweging doorgaans meer lokaal dan de seismische gebeurtenis die het hele land aanhoudt en die door Park en haar collega’s is gedetecteerd.

Goran Ekstrom, een geofysicus aan de Columbia University, zei dat bij de aardbeving van 2011 bijvoorbeeld de twee platen die onder Japan langs elkaar heen gleden zo’n 10 meter bewogen, zei Goran Ekstrom, een geofysicus aan de Columbia University.

“Deze snelle beweging veroorzaakte het trillen van de grond en de tsunami, en zorgde er ook voor dat het hele eiland Honshu ongeveer twintig centimeter naar het oosten verschoof,” zei Ekstrom, die niet bij het onderzoek betrokken was, verwijzend naar het grootste eiland van Japan.

De verplaatsing die Park en haar collega’s ontdekten, hoewel kleiner, is opmerkelijk omdat deze zich over zo’n groot gebied voordeed, waardoor het de breedste ooit gemeten is, en er ongeveer dezelfde hoeveelheid energie vrijkwam als bij een aardbeving met een kracht van 7,5 op de schaal van Richter. persbericht.

De aardbeving van maart 2011, die 372 kilometer ten noordoosten van Tokio trof, was het ergste dat Japan ooit heeft getroffen, Dit veroorzaakte een enorme tsunami en een nucleaire crisis, waarbij naar schatting 20.000 mensen om het leven kwamen. Park zei dat beleidsmakers zich bewust moeten zijn van deze voorheen onbekende bron van seismisch gevaar.

In tegenstelling tot naschokken, die niet precies kunnen worden voorspeld, duurt de reis heen en terug naar de kern van de aarde (ongeveer 5.600 kilometer) ongeveer 15 minuten, waardoor het een seismische gebeurtenis is waarop kan worden geanticipeerd en waar mogelijk op kan worden voorbereid. Omdat de energie van de seismische gebeurtenis echter over een extreem breed gebied was verdeeld, zou deze minder sterk zijn gevoeld en minder schade hebben veroorzaakt dan een typische aardbeving met een kracht van 7,5, waarbij de energie in een kleiner gebied zou worden geconcentreerd.

“Zelfs als er schade zou zijn, zou het waarschijnlijk heel moeilijk zijn om deze te onderscheiden van de schade veroorzaakt door de hoofdschok en de daaropvolgende naschokken”, aldus Park.

De verschuiving in 2011, veroorzaakt door de kernbezoekende seismische golf, omvatte de snijpunten van de tektonische platen in de Stille Oceaan en Okhotsk, en de grens tussen de Filippijnse Zee en de Euraziatische platen. Tektonische platen zijn stukjes van de rotsachtige korst van de aarde die langzaam en gestaag bewegen.

Het krachtige schudden van de eerste aardbeving heeft mogelijk de aankomst van de golf vanuit de kern vergemakkelijkt, waardoor de breuk rond de hoofdbeving opnieuw werd geactiveerd en beweging langs verder weg gelegen plaatkruisingen werd veroorzaakt, zei Park.

Japan heeft een “prachtig” netwerk van seismische en satellietmeetstations die het vastleggen van een dergelijke gebeurtenis mogelijk maken, zegt Vedran Lekić, professor aan de afdeling geologische, milieu- en planetaire wetenschappen aan de Universiteit van Maryland. Maar het is mogelijk dat “dit soort fenomeen zich elders voordoet in slecht geïnstrumenteerde regio’s waar het niet definitief kan worden gedocumenteerd.”

Voor zover hij weet is grondbeweging over een enorm breuksysteem, zoals dat onder Japan ligt, nooit eerder in verband gebracht met de komst van een seismische golf die terugkaatst op de kern, zei Lekić, die niet bij het onderzoek betrokken was, via e-mail.

Park en haar collega’s zeiden dat ze andere verklaringen overwogen voor de verschuiving van Japan naar het oosten, waaronder een onderzeese aardverschuiving, maar de impact van zo’n gebeurtenis zou veel lokaler zijn, voerden ze aan.

Als hun interpretatie van de gegevens correct is, is het onderzoek ‘zeer significant’, zegt Amanda Thomas, een geofysicus aan de Universiteit van Californië, Davis, die ook niet heeft deelgenomen aan het laatste onderzoek.

“De bredere implicatie van het onderzoek is dat grote aardbevingen nog vele minuten na de hoofdbreuk op onverwachte manieren breuksystemen kunnen blijven beïnvloeden, niet alleen door naschokken, maar ook door de passage van later komende seismische golven,” zei ze.

“We begrijpen nog steeds niet helemaal hoe fouten werken en dit soort observaties geven ons een nieuw stukje van de puzzel.”