Учёные нашли виновника разрушительных цунами, то и дело обрушивающихся на побережье Японии. Под жёлобом Нанкай находится огромный и до сих пор активный разлом. Он врезается в земную кору под очень крутым углом, и постоянные смещения вдоль него приводят к обрушениям огромных масс воды.
Группа американских и японских исследователей изучила строение дна глубоководного желоба у юго-западного побережья Японии и нашла новые объяснения возникновения цунами при землетрясениях. Эта область Тихого океана известна своими разрушительными цунами. В 1944 году одно из них, сопровождавшее землетрясение магнитудой в 8,1 балла, привело к гибели 1,200 человек в районе Тонанкай.
Ученые-геологи из Техасского университета в Остине и их японские коллеги из Японского центра морских наук и технологий провели трехмерные сейсмические исследования участка земной коры под глубоководным жёлобом Нанкай. Полученные данные помогли экспертам ответить на давний вопрос о том, почему некоторые из землетрясений, очаги которых находятся под дном океана, порождают разрушительные волны цунами. И почему другие землетрясения с не меньшей магнитудой и аналогичным расположением очагов не приводят к возникновению таких гигантских волн.
Известно, что наиболее разрушительные землетрясения, сопровождающиеся мощными цунами, приурочены к зонам субдукции — участкам, где происходит погружение одной литосферной плиты под другую. Мощные цунами возникают при землетрясениях с магнитудой более 8 баллов по шкале Рихтера, при этом значительное влияние имеет величина вертикальных смещений участков морского дна и геометрия разлома, вдоль которого происходят подвижки.
Изучив желоб Нанкай, исследователи окончательно установили «виновника» разрушительного цунами 1944 года и проследили историю его развития. При этом выяснилось, что возникновение разрушительных цунами в этом районе обусловлено двумя факторами.
Одним важным условием для возникновения волны-убийцы является наличие глубинного разлома, вдоль которого располагаются очаги землетрясений, — так называемой сейсмофокальной зоны, или зоны субдукции. Ученые подтвердили существование активного глубинного разлома, спускающегося на глубину до 10 километров от поверхности дна.
Огромный взброс разделяет здесь два различных блока земной коры — примыкающую к суше «твердую» область с более высокими скоростями прохождения сейсмических волн и низкоскоростной участок со стороны глубоководного желоба.
Ранее, в 2002 году, группа под руководством Чин О Пака из Японского центра морских наук и технологий закартировала этот «мегавзброс» с помощью менее детальных геофизических исследований и, опираясь на местоположение разлома, предположила его связь с землетрясением 1944 года. Правда, исследователям тогда не удалось получить доказательства современной активности глубинного разлома.
Вторая важная причина возникновения мощных волн в жёлобе Нанкай, по-видимому, кроется в необычной структуре зоны субдукции у юго-западного побережья Японских островов. Как правило, при погружении одной литосферной плиты под другую, формируется так называемая аккреционная призма: с «подныривающей» плиты сдираются осадочные толщи, которые нагромождаются на ней в виде перекрывающих друг друга тектонических пластин. Пояс Симанто, который протянулся более чем на 1,500 км от острова Окинава до Токио, считается классическим представителем аккреционной призмы, он сформировался при погружении Филиппинской литосферной плиты под Евразийскую.
Обычно по мере сближения плит увеличивается мощность аккреционной призмы, и более поздние оперяющие тектонические разрывы формируются на удалении от главного разлома, «отступая» от надвигающейся плиты. Но, как показали детальные исследования, в данном случае наиболее поздние разрывы смещались в противоположную сторону, в направлении суши.
При этом увеличивалась крутизна разлома, что провоцирует более мощные волны цунами: при том же смещении вдоль разлома вертикальное смещение оказывается большим, а значит, в движение приходят большие массы воды.
«Мы можем утверждать, что нашли доказательства относительно недавней активности глубинного разрыва, смещения вдоль которого стали причиной разрушительного цунами 1944 года», — говорит один из участников проекта Натан Бэнг из Института геофизики Техасского университета.
«Наша главная цель — выяснить, что же происходит на различных конвергентных окраинах литосферных плит, — говорит Бэнг. — Индонезийское цунами 2004 года оказалось для нас большим сюрпризом. Все еще непонятно, что же именно стало причиной формирования столь масштабной волны. Поняв, какие процессы ответственны за цунами, на примере жёлоба Нанкай, мы сможем определить потенциально опасные участки земной коры и, таким образом, оградить себя от будущих сюрпризов, подобных индонезийскому».