Medan metamorfa reaktioner i subducerande plattor frigör stora mängder vätskor, lågfrekventa jordbävningar (LFE) förekommer till stor del under den ogenomträngliga, icke-metamorfoserad överliggande platta, och finns sällan under metamorfoserade plattor. Forskare vid Tokyo Institute of Technology och Tohoku University antyder att odränerade förhållanden är en nyckelfaktor i genereringen av LFE, medan väldränerade förhållanden minskar porvätsketrycket vid megathrust och hämmar LFEs och tillhörande skakningar.

I Nankais subduktionszon, Japan, icke-vulkaniska djupa skakningar inträffar nedåt i den seismogena zonen för megathrust, och observeras att sammanfalla temporärt med kortvariga slow-slip-händelser (SSE). De förekommer inom ett begränsat djupområde på 30 till 35 km över en längsgående längd på ~700 km, associerad med subduktion av den filippinska havsplattan. Eftersom LFEs rumsligt sammanfaller med tremoraktivitet, deras platser fungerar som en proxy för tremoraktivitet. Det finns två distinkta luckor i LFE-aktiviteten vid Kii Gap och Ise Gap, medan det finns begränsad eller ingen LFE-aktivitet under Kanto och Kyushu vid förlängningarna av LFE-aktivitetszonen (Fig. 1). Junichi Nakajima från Tokyo Institute of Technology och Akira Hasegawa vid Tohoku University undersökte de seismiska egenskaperna hos Nankai, inklusive områden där LFE är närvarande och frånvarande, i ett försök att belysa de faktorer som styr LFE-genereringen.

De observerade hastigheterna för P-våg (dVp) och S-våg (dVs) visar närvaron av låghastighetsanomalier i den överliggande plattan vid Kanto, Ise Gap, Kii Gap, och Kyushu, där det finns begränsad eller ingen LFE-aktivitet. LFEs förekommer inte på megathrust där dVp och dVs är lägre än cirka -4 procent, vilket tyder på en systematisk förändring av seismiska hastigheter i den överliggande plattan mellan områden med och utan LFE-aktivitet. Det finns en rumslig korrelation mellan LFE-platser och seismisk hastighet, försvagning, och anisotropiavvikelser. En hypotes som skulle kunna förklara variationen i seismiska egenskaper längs LFE-bandet är längsslagsvariation i graden av prograd metamorfism ovanför megatrosten som är proportionell mot hastigheten för vätskeläckage från den subducerande plattan in i den överliggande plattan. I synnerhet, stora mängder vätska frigörs från den subducerande skorpan på djup av 30 till 60 km.

Variationerna längs slag i seismiska egenskaper tyder på att den överliggande plattan är mindre metamorfoserad i områden med LFE-aktivitet, och är signifikant metamorfoserad i områden med begränsad eller ingen LFE-aktivitet. Denna anti-korrelation mellan LFEs och metamorfism orsakas troligen av längs-strike variationer i hydrologiska förhållanden i den överliggande plattan. En ogenomtränglig överliggande platta begränsar vätskor till megathrust, medan vätskor kommer ut från megathrust om den överliggande plattan är permeabel. Odränerade förhållanden vid megathrust höjer porvätsketrycket till nästan litostatiska värden, sänk skjuvhållfastheten för megathrust tillräckligt för att underlätta LFEs, och resultera i en låg grad av metamorfos i den överliggande plattan (fig. 2a). I kontrast, i områden med begränsad LFE-aktivitet, vätskor migrerar in i och metamorfoserar den permeabla överliggande plattan, minska por-vätsketrycket vid megathrust, som inte längre är tillräckligt svag för att generera LFEs (Fig. 2b).

Det stora antalet jordbävningar i Kii Gap och Ise Gap tyder på att LFE-aktivitet och seismicitet i den överliggande plattan är anti-korrelerade, till stor del återspeglar storleken på vätskeflödet från megatrusten. Forskarna drog slutsatsen att en väldränerad megathrust tillåter vätskor att migrera in i den överliggande plattan, hämmar LFE-aktivitet vid megathrust, men underlättar grund seismicitet på grund av den minskade skjuvhållfastheten hos jordskorpans förkastningar.