Dybeste videnskabelige havboring kaster lys over Japans næste store jordskælv

Forskere, der borede dybere ind i en undersøisk jordskælvsforkastning end nogensinde før, har fundet ud af, at den tektoniske spænding i Japans Nankai-subduktionszone er mindre end forventet, ifølge en undersøgelse fra forskere ved The University of Texas i Austin og University of Washington.

Resultaterne, offentliggjort i tidsskriftet Geology , er et puslespil, fordi fejlen frembringer et stort jordskælv næsten hvert århundrede, og man mente, at den byggede til endnu et stort.

"Dette er hjertet af subduktionszonen lige over, hvor fejlen er låst, hvor forventningen var, at systemet skulle lagre energi mellem jordskælv," sagde Demian Saffer, direktør for University of Texas Institute for Geophysics (UTIG), som var med til at lede den forsknings- og videnskabelige mission, der borede fejlen. "Det ændrer den måde, vi tænker på stress i disse systemer."

Selvom Nankai-fejlen har siddet fast i årtier, viser undersøgelsen, at den endnu ikke viser større tegn på indestængt tektonisk stress. Ifølge Saffer ændrer det ikke de langsigtede udsigter for fejlen, som sidst brød i 1946 - da den forårsagede en tsunami, der dræbte tusinder - og forventes at gøre det igen i løbet af de næste 50 år.

I stedet vil resultaterne hjælpe videnskabsmænd med at finde ud af sammenhængen mellem tektoniske kræfter og jordskælvscyklussen og potentielt føre til bedre jordskælvsprognoser, både ved Nankai og andre megathrust-forkastninger såsom Cascadia i det nordvestlige Stillehav.

"Lige nu har vi ingen måde at vide, om det store for Cascadia - et jordskælv og tsunami i størrelsesordenen 9 - vil ske i eftermiddag eller 200 år fra nu," sagde Harold Tobin, en forsker ved University of Washington, som er avisens første forfatter. "Men jeg har en vis optimisme om, at vi med flere og flere direkte observationer som denne kan begynde at genkende, hvornår noget unormalt opstår, og at risikoen for et jordskælv øges på en måde, der kan hjælpe folk med at forberede sig."

Megathrust-fejl såsom Nankai og tsunamierne, de genererer, er blandt de mest kraftfulde og skadelige på kloden, men videnskabsmænd siger, at de i øjeblikket ikke har nogen pålidelig måde at vide, hvornår og hvor den næste store vil ramme.

Håbet er, at forskerne ved direkte at måle den kraft, der mærkes mellem tektoniske plader, der skubber på hinanden - tektonisk stress - kan lære, hvornår et stort jordskælv er klar til at ske.

Imidlertid betyder tektonikkens natur, at de store jordskælvsforkastninger findes i dybhavet, miles under havbunden, hvilket gør dem utroligt udfordrende at måle direkte. Saffer og Tobins boreekspedition er det tætteste videnskabsfolk er kommet.

Their record-breaking attempt took place in 2018 aboard a Japanese scientific drilling ship, the Chikyu, which drilled two miles into the tectonic plate before the borehole got too unstable to continue, a mile short of the fault.

Nevertheless, the researchers gathered invaluable data about subsurface conditions near the fault, including stress. To do that, they measured how much the borehole changed shape as the Earth squeezed it from the sides, then pumped water to see what it took to force its walls back out. That told them the direction and strength of horizontal stress felt by the plate pushing on the fault.

Contrary to predictions, the horizontal stress expected to have built since the most recent great earthquake was close to zero, as if it had already released its pent-up energy.

The researchers suggested several explanations:It could be that the fault simply needs less pent-up energy than thought to slip in a big earthquake, or that the stresses are lurking nearer to the fault than the drilling reached. Or it could be that the tectonic push will come suddenly in the coming years. Either way, the researchers said the drilling showed the need for further investigation and long-term monitoring of the fault. + Udforsk yderligere

Can magnitude 4 earthquake rates be used to forecast large earthquake events?