Wetenschappers leggen aardbeving in slow motion vast

Tectonische Instellingen Rondom Japan

Wetenschappers hebben voor het eerst een langzame slip-aardbeving waargenomen die zich afspeelt tijdens het vrijgeven van tektonische druk op een belangrijke breukzone op de bodem van de oceaan.

De langzame aardbeving werd geregistreerd langs het tsunami-gevende deel van de breuk voor de kust van Japan, en gedroeg zich als een tektonische schokdemper. Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin beschreven de gebeurtenis als het langzame openritsen van de breuklijn tussen twee van de aardse tektonische platen.

Josh Edgington, die het onderzoek uitvoerde als promovendi aan het Institute for Geophysics (UTIG) van de Universiteit van Texas, zei: “Het is als een golf die over de plaatinterface beweegt.” Langzame slip-aardbevingen zijn een type seismische gebeurtenis die dagen of weken kan duren. Ze zijn relatief nieuw voor de wetenschap en worden beschouwd als een belangrijk proces voor het accumuleren en vrijgeven van stress als onderdeel van de aardbevingcyclus. De nieuwe metingen, die zijn gedaan langs de Nankai-breuk in Japan, lijken dit te bevestigen.

Dit baanbrekende onderzoek werd mogelijk gemaakt door boorgat-sensoren die in de kritieke regio ver offshore zijn geplaatst, waar de breuk het dichtst bij de zeebodem ligt in de oceaankloof. UTIG-directeur Demian Saffer, die de studie leidde, verklaarde dat sensoren die in boorgaten zijn geïnstalleerd zelfs de kleinste bewegingen—zo klein als enkele millimeters—kunnen detecteren. Dergelijke bewegingen op de ondiepe breuk zijn nauwelijks zichtbaar voor landgebaseerde monitoringsystemen zoals GPS-netwerken.

De langzame slip-aardbeving, vastgelegd door de sensoren van het team in de herfst van 2015, bewoog langs de staart van de breuk—het gebied dicht bij de zeebodem waar ondiepe aardbevingen tsunami’s kunnen genereren—en verlichtte de tektonische druk op een potentieel gevaarlijke locatie. Een tweede langzame schok in 2020 volgde hetzelfde pad.

Hoewel de Nankai-breuk bekend staat om het genereren van grote aardbevingen en tsunami’s, suggereert de ontdekking dat dit deel van de breuk geen energie bijdraagt aan deze gebeurtenissen—het gedraagt zich meer als een schokdemper.

Belangrijke Resultaten

De resultaten zullen onderzoekers helpen om de gedragingen van subductiezones over de Pacific Ring of Fire te begrijpen, de tektonische band die de grootste aardbevingen en tsunami’s op de planeet voortbrengt. De twee gebeurtenissen, die nu pas succesvol in detail zijn geanalyseerd, verschijnen als golven van vervorming die door de aardkorst reizen. Begonnen ongeveer 30 mijl voor de kust van Japan, volgden de boorgat-sensoren deze openritsbeweging langs de breuk terwijl deze zich naar zee bewoog voordat het verdween aan de rand van de continentale marge.

Elke gebeurtenis nam enkele weken in beslag om 20 mijl langs de breuk te reizen, en elke gebeurtenis vond plaats op plaatsen waar de geologische vloeistofdrukken hoger waren dan normaal. Deze bevinding is belangrijk omdat het sterk bewijs levert dat vloeistoffen een sleutelcomponent zijn voor langzame aardbevingen. Dit idee circuleert breed in de wetenschappelijke gemeenschap, maar het vinden van een directe verbinding was tot nu toe moeilijk.

De laatste keer dat de Nankai-breuk in Japan een significante aardbeving produceerde, was in 1946. De aardbeving met een magnitude van 8 verwoestte 36.000 huizen en eiste meer dan 1.300 levens. Hoewel in de toekomst een andere grote aardbeving wordt verwacht, suggereren de waarnemingen dat de breuk ten minste een deel van zijn opgekropte energie onschadelijk vrijgeeft in regelmatige, terugkerende langzame slip-aardbevingen. De locatie is ook belangrijk, omdat het laat zien dat het deel van de breuk dat het dichtst bij het oppervlak ligt, de tektonische druk onafhankelijk van de rest van de breuk vrijgeeft.

Met deze kennis kunnen wetenschappers andere delen van de breuk onderzoeken om beter te begrijpen welk gevaar het geheel met zich meebrengt. Deze kennis is ook van vitaal belang voor het begrijpen van andere breuken, aldus Saffer. Bijvoorbeeld, Cascadia, een enorme aardbevingbreuk in het noordwesten van de Stille Oceaan, lijkt te ontbreken wat Nankai’s natuurlijke schokdemper betreft. Hoewel enige langzame slip is gedetecteerd bij Cascadia, is er geen waargenomen aan het tsunami-genererende, staartgedeelte van de breuk, wat suggereert dat dit sterk vergrendeld kan zijn aan de kloof, aldus Saffer.

“Dit is een plek waarvan we weten dat deze aardbevingen met een magnitude van 9 heeft gehad en dodelijke tsunami’s kan voortbrengen,” zei Saffer. “Zijn er kraken en kreunen die wijzen op de vrijgave van opgestapelde spanning, of is de breuk nabij de kloof dodelijk stil? Cascadia is een duidelijke topprioriteit voor het soort nauwkeurige monitoring dat we hebben aangetoond dat zo waardevol is bij Nankai.”