Forskare vid Tohoku Universitys institution för geofysik, har studerat den djupa jordbävningen som inträffade den 30 maj, 2015, väster om Japans Boninöar.

Jordbävningen, som registrerades på cirka 670 km djup med momentmagnitud (Mw) på 7,9 (Fig. 1), var den djupaste globala seismiska händelsen någonsin med M ≥ 7,8. Det var också en isolerad händelse som ligger över 100 km djupare än de vanliga seismiska zonerna som registrerats hittills (Fig. 1). Evenemanget har väckt stort intresse bland forskare eftersom högt tryck och hög temperatur på så stort djup gör det ovanligt att jordbävningar genereras där.

I Izu-Bonin-regionen, Stillahavsplattan subducerar nordväst under Filippinska havsplåten. Subduktion är en process där en av jordens tektoniska plattor sjunker under en annan. Hittills, flera studier har undersökt källan till den djupa jordbävningen i Bonin i förhållande till den subducerande Stillahavsplattan (plattan). Men det har varit motstridiga resultat eftersom mantelstrukturen i och runt källzonen fortfarande är oklar.

Tohoku University-teamet, ledd av professor Dapeng Zhao, tillämpat en metod för seismisk tomografi på över fem miljoner P-vågs ankomsttidsdata som registrerats av världsomspännande seismiska stationer för att bestämma en högupplöst manteltomografi under Izu-Bonin-regionen. Stationerna inkluderade de från de täta seismiska nätverken i Japan och östra Kina.

Seismisk tomografi är ett effektivt verktyg för att undersöka den tredimensionella (3-D) strukturen i jordens inre, särskilt, för att klargöra morfologin och strukturen hos subdukterande plattor. Med den metoden, teamet fick tydliga bilder av den subducerande Stillahavsplattan som en höghastighetszon, och visade att Bonins djupa händelse inträffade inom Stillahavsplattan, som penetrerar den nedre manteln (fig. 2). Dessutom, dess hypocenter ligger precis bredvid den östra plattgränsen till den omgivande manteln inom mantelövergångszonen.

De fann också att Stillahavsplattan är delad på ungefär 28° nordlig latitud, d.v.s. något norr om 2015 års djupa händelsehypocenter. I norr, plattan är platt i mantelövergångszonen. Medan i söder, plattan är nästan vertikal och penetrerar direkt den nedre manteln (fig. 3).

Dessa resultat tyder på att denna djupa jordbävning orsakades av de gemensamma effekterna av flera faktorer. Dessa inkluderar Stillahavsplattans snabba djupa subduktion, skiva rivning, platta termisk variation, spänningsförändringar och fasomvandlingar i plattan, såväl som komplexa interaktioner mellan plattan och den omgivande manteln. Detta arbete kastar nytt ljus över den djupa plattans struktur och subduktionsdynamik.