Op 4 september 2022 begonnen geoloog Hayato Ueda en piloot Chris May van Niigata University aan een reis met een onderzeeër naar het hart van de Japanse Trench - het epicentrum van de aardbeving en tsunami in Tohoku in 2011. Ze doken naar de bodem van de 7.500 meter diepe geul en kwamen een 26 meter hoge, bijna verticale klif tegen aan de oostkant van een 60 meter hoge bergkam.

De verticale klif bestaat uit zachte modder die is afgezet op de bodem van de Japan Trench en die tijdens de catastrofale aardbeving van 2011 met ongeveer 60 meter is opgehoogd. Dit is de eerste keer dat het breuklitteken van een aardbeving van het loopgraaftype is waargenomen en visueel is vastgelegd. Bron: Niigata Universiteit

Eerdere bathymetrische metingen vanuit zee lieten zien dat de bergkam voorheen niet bestond en pas verscheen na een grote aardbeving, met breuken aan de oostkant. Daarom concludeerden hij en zijn collega's aan dek dat de kliffen oppervlakkige manifestaties waren van de resonerende beweging van de breuk. De klif bestaat uit ongeconsolideerde zachte modder. De lagere hellingen dan de klif worden ingenomen door grote hoeveelheden klassen van zachte modderblokken, blijkbaar afkomstig van de klif. De scherpe breukoppervlakken en hoekige randen die op kliffen en klastische blokken zijn waargenomen, suggereren dat de spanningen snel toenamen voordat de plastische stroming van het slijk optrad, waardoor het slijk brak en zo een coseismische oorsprong van de kliffen ondersteunde.

Het voertuig doorkruist breukruggen en gebruikt akoestische transponders en manometers om het terrein nauwkeurig te meten. Zowel de hoogte van de bergkam als de mate van opstijging geven aan dat de Japanse Trench-fout een coseismische slip heeft van maximaal 80-120 meter (de waarde hangt af van de veronderstelde dip van de onderliggende breuk).

De onderzeeër kan duiken tot 11.000 meter, de diepste zeebodem ter wereld, en staat daarom bekend als een "volledige diepte onderzeeër". Het gaf onderzoekers meer dan tien jaar na de enorme aardbeving voor het eerst toegang tot de zeebodem van de Japanse Trench in het epicentrum. Zonder het gebruik van dit onderwaterschip voor observaties ter plaatse zou het onmogelijk zijn geweest om breuklittekens in de ultradiepe oceaan te detecteren. Bron: Niigata Universiteit

Deze schatting is groter dan eerdere schattingen van breukverschuiving (ongeveer 65 meter) langs de helling aan de westkant van de sleufas. Ze zijn van mening dat de reden voor overmatige breukverschuiving in de greppel is dat het bovenoppervlak van de zinkende plaat in de Stille Oceaan ongelijk is, wat de geometrie en stabiliteit van de breuk verandert, wat resulteert in een lokale verbetering van de breukverschuiving.

De enorme aardbeving van 2011 werd veroorzaakt door het scheuren en verschuiven van de plaatgrensbreuk tussen het noordoostelijke deel van het Japanse Honshu-eiland (Okhotsk-plaat) en de zinkende Pacifische plaat. Na de aardbeving suggereerden veel geodetische en geofysische studies dat deze resonante breukbeweging zich waarschijnlijk in de geul voortplantte. Omdat topografische veranderingen veroorzaakt door breukbewegingen aan het oppervlak een van de belangrijkste oorzaken van tsunami's zijn, is het belangrijk om de omstandigheden in diepzeeloopgraven nauwkeurig te begrijpen toen de aardbeving van 2011 plaatsvond. Vanwege de diepte van het water heeft echter geen enkel onderwatervoertuig (bemand of op afstand bestuurd voertuig) toegang kunnen krijgen tot de bodem van de Japanse Trench.

Deze studie is de eerste die de veranderingen in de topografie van de loopgraven (inclusief breuklijnen) die worden veroorzaakt door een grote aardbeving van het loopgraaftype waarneemt, visueel vastlegt en nauwkeurig meet. Deze onderzoeksresultaten zullen ons helpen de oorzaken en gevaren te begrijpen van tsunami's veroorzaakt door aardbevingen in loopgraven.

Samengestelde bron: ScitechDaily