Zginęło 20 000 ludzi, doszło do awarii Fukushimy, a wszystko przez cienką warstwę mułu
W 2024 roku najnowocześniejszy na świecie statek badawczy z systemem głębokiego wiercenia, Chikyu, wyruszył do Rowu Japońskiego, by zbadać przyczyny rozerwania uskoku Tōhoku-oki. Właśnie dowiedzieliśmy się, że trzęsienie ziemi Tohoku z 2011 roku, które zabiło około 20 000 osób i spowodowało awarię w elektrowni jądrowej Fukushima Daiichi, było tak katastrofalne z powodu... cienkiej warstwy mułu bogatego w iły. Była ona uwięziona między warstwami skał.
Chikyu wykonał wiercenia na głębokość do 7906 metrów pod powierzchnią morza, ustanawiając tym samym rekord głębokości naukowego wiercenia w dnie oceanicznym. Rdzenie pobrane z obszaru uskoku i jego otoczenia ujawniły, że do pęknięcia doszło w kilkumetrowej warstwie iłu. Profesor Ron Hackney z Australian National University zauważył, że ił ten jest bardzo miękki, śliski i słaby, co było nietypowe i zaskakujące. Po raz pierwszy powiązano obecność tak miękkiego i śliskiego iłu w płaszczyźnie uskoku z osadami sprzed milionów lat. Ta praca pomaga wyjaśnić, dlaczego trzęsienie ziemi z 2011 roku zachowywało się w sposób tak odmienny od przewidywań wielu naszych modeli, mówi Hackney.
Bogaty w iły muł powstał z mikroskopijnych cząstek, które opadały na dno przez około 130 milionów lat. W tym czasie płyta pacyficzna przesuwała się na zachód, wciskając się pod Wyspy Japońskie. Strefa uskoku uformowała się właśnie w tej słabej warstwie iłu, gdy osady były stopniowo podsuwane pod Japonię z prędkością około 10 centymetrów rocznie. Ponieważ słaba warstwa iłu była ‘ściśnięta’ pomiędzy silniejszymi warstwami skał powyżej i poniżej, zadziałała jak naturalna linia rozdarcia, wymuszając powstanie uskoku właśnie w tej warstwie, wyjaśnia australijski uczony.
Trzęsienie Tohoku zostało wywołane narastającymi narastającymi od ostatniego trzęsienia sprzed setek lat. Gdy nagromadzona energia została gwałtownie uwolniona, słaby ił stawił niewielki opór, przez co pęknięcie uskoku szybko się rozprzestrzeniało. Co zaskakujące, uskok nie rozerwał całej warstwy iłu, która ciągnie się przez setki kilometrów. Płaszczyzna pęknięcia miała zaledwie centymetr grubości, a mimo to doszło do przesunięcia uskoku o 50–70 metrów i gwałtownego uniesienia dna morskiego u wybrzeży Japonii o kilka metrów.
Ił ma bardzo niski współczynnik tarcia, więc gdy dochodzi do pęknięcia, nie hamuje ruchu skał. Wręcz przeciwnie, działa jak smar umożliwiając szybkie i duże przesunięcie uskoku. Właśnie dlatego zawiodło większość modeli sejsmicznych. Zakładały one bowiem, że główne pęknięcie zatrzyma się głębiej, tarcie w strefie uskoku będzie większe, a przesunięcie dna morskiego mniejsze. Założenia te całkowicie wzięły w łeb z powodu zaledwie centymetrowej strefy poślizgu i iłach. Odkrycie to pokazuje, że geometria i właściwości materiału są ważniejsze niż sama grubość strefy pęknięcia.
Istnieją przesłanki by sądzić, że osady wciągane pod Sumatrę również mogą zawierać słabą warstwę iłu, co sugeruje, że gigantyczne tsunami z 2004 roku – które zabiło około 230 000 osób – mogło być związane z podobnymi właściwościami uskoku. To może oznaczać, że ryzyko wielkich tsunami może być niedoszacowane w wielu regionach uważanych za dość bezpieczne.
Komentarze (0)