Dopiero najgłębsze w historii naukowe wiercenia oceaniczne pozwoliły dotrzeć do sedna sprawy. Geolodzy odkryli niezwykle cienką warstwę pradawnej, śliskiej gliny, ukrytą niemal osiem kilometrów pod powierzchnią wody. To właśnie ona, zdaniem badaczy, zadziałała jak swoisty smar, potęgując siłę wstrząsów i umożliwiając gwałtowne przemieszczenie się mas skalnych, które wywołało dewastujące tsunami. To odkrycie zmusza do przewartościowania dotychczasowych modeli sejsmicznych, choć droga do rzeczywistej zmiany w prognozowaniu jest jeszcze daleka.
Rekordowe wiercenia nad Rowem Japońskim. Statek Chikyu i misja JTRACK
Aby zbadać to zjawisko, potrzebna była ekspedycja na miarę prawdziwego wyzwania. Ekspedycja JTRACK, która w 2024 roku wypłynęła na wody nad Rowem Japońskim, miała jedno zasadnicze zadanie: pobrać próbki z miejsca, gdzie płyta pacyficzna wsuwa się pod Japonię. Naukowcy podejrzewali, że właśnie tam, na styku płyt tektonicznych, tkwi klucz do zrozumienia nadzwyczajnej siły trzęsienia Tohoku. Misja okazała się sukcesem, przekraczającym najśmielsze oczekiwania. Całkowita długość rury wiertniczej sięgnęła 7906 metrów, co zostało potwierdzone przez Guinness World Records jako najgłębsze naukowe wiercenie oceaniczne w historii. To osiągnięcie było możliwe dzięki współpracy Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology z firmą Mantle Quest Japan Company Ltd. Warto przypomnieć, że pierwsze próby pobrania próbek podjęto już w 2012 roku, jednak dopiero ta wyprawa dostarczyła materiałów, które pozwoliły na pełne zrozumienie mechanizmu katastrofy.
Czytaj także: Mikroby w Fukushimie z niespodziewaną reakcją na ekstremalne warunki. Radioaktywny fenomen podbija świat nauki
Centymetrowa płaszczyzna pęknięcia. Niszczycielska moc ukryta w głębinach
Co właściwie znaleziono głęboko pod dnem? Analiza pobranych próbek ujawniła warstwę iłowej gliny o grubości zaledwie 25-30 metrów, która powstała setki milionów lat temu z mikroskopijnych cząstek osadzających się na dnie Oceanu Spokojnego. Gdy płyta tektoniczna Pacyfiku przesuwała się na zachód z prędkością około 10 centymetrów rocznie, te osady zostały wciągnięte pod Japonię i uwięzione między twardszymi warstwami skał. Utworzyły one naturalną, słabą płaszczyznę, rodzaj geologicznej linii rozdarcia. Podczas trzęsienia w 2011 roku, w tej właśnie warstwie doszło do pęknięcia o grubości około centymetra, co umożliwiło przesunięcie uskoku o 50-70 metrów. To z kolei spowodowało gwałtowne uniesienie dna morskiego u wybrzeży Japonii o kilka metrów, generując fale tsunami o potężnej sile. Paradoksalnie, tak niepozorna struktura okazała się głównym sprawcą niewyobrażalnych zniszczeń.
Nowe spojrzenie na mechanizmy trzęsień ziemi. Dlaczego modele zawiodły?
Odkrycie to każe nam spojrzeć inaczej na to, jak przewidujemy wielkie trzęsienia ziemi. Dotychczasowe modele zakładały, że największe przemieszczenia występują tam, gdzie granica płyt jest najgłębsza. Okazało się, że trzęsienie Tohoku zachowało się odwrotnie niż przewidywały wcześniejsze modele – największe przesunięcie nastąpiło tam, gdzie styk płyt był najpłytszy. Kluczowym czynnikiem okazała się obecność miękkiej, śliskiej gliny, która skupiła energię sejsmiczną i umożliwiła płytki poślizg. Implikacje tych ustaleń wykraczają poza Japonię. Istnieją przesłanki, że podobne warstwy słabej gliny mogą występować pod Sumatrą, co mogło mieć związek z gigantycznym tsunami z 2004 roku.
Czytaj także: Przełomowe odkrycie w Fukushimie. To pierwszy taki przypadek od katastrofy
Pewność przyniosłoby jednak tylko bezpośrednie pobranie i analiza próbek z tamtego uskoku. Badanie opublikowane w czasopiśmie Science dostarcza nowego wglądu w procesy kontrolujące gigantyczne trzęsienia i generowanie tsunami, co może pomóc w identyfikacji innych zagrożonych obszarów. Po zakończeniu projektu w 2024 roku, rozpoczął się nowy program International Ocean Drilling Programme, skupiający się na Japonii i Europie. Naukowcy kontynuują żmudne badania, aby lepiej chronić społeczności przybrzeżne przed przyszłymi katastrofami. To odkrycie jest bez wątpienia ważnym krokiem naprzód, lecz nie należy spodziewać się szybkiej rewolucji w prognozowaniu. Sejsmologia wciąż musi zmierzyć się z wieloma niewiadomymi, a natura lubi zaskakiwać.
