Forskare som sonderar under havsbotten utanför Alaska har kartlagt en geologisk struktur som de säger signalerar potential för en stor tsunami i ett område som normalt skulle anses vara godartat. De säger att funktionen liknar en som orsakade Tohoku-tsunamin 2011 utanför Japan, dödade ett 20-tal, 000 människor och smälter ner tre kärnreaktorer. Sådana strukturer kan lura okänd i andra delar av världen, säger forskarna. Resultaten kommer att publiceras i morgon i den tryckta upplagan av tidskriften Naturgeovetenskap .

Upptäckten "tyder på att denna del av Alaska är särskilt utsatt för tsunamigenerering, " sa seismolog Anne Bécel vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory, som ledde studien. "Möjligheten att sådana funktioner är utbredda är av global betydelse." Förutom Alaska, Hon sa, vågor kan träffa sydligare nordamerikanska kuster, Hawaii och andra delar av Stilla havet.

Tsunamis kan uppstå när gigantiska plattor av havsskorpan dyker under en angränsande kontinental skorpa, en process som kallas subduktion. Vissa tallrikar fastnar i årtionden eller århundraden och spänningen ökar, tills de plötsligt glider förbi varandra. Detta ger en stor jordbävning, och havsbotten kan hoppa upp eller ner som en frigjord vår. Den rörelsen överförs till det överliggande vattnet, skapar en ytvåg.

Tsunamin i Japan 2011 var en överraskning, eftersom den delvis kom på ett "krypande" segment av havsbotten, där plattorna rör sig stadigt, släpper på spänningar vid frekventa små skalv som borde hindra en stor från att byggas. Men forskare inser nu att det kanske inte alltid fungerar så. utanför Japan, en del av den överordnade kontinentalplattans framkant hade lossnat något från huvudmassan. När en relativt blygsam jordbävning lossnade denna fristående kil, det hoppade, släppte lös en våg som toppade 130 fot på sina ställen. Det tydliga tecknet på fara, i efterhand:ett fel i havsbotten som avgränsade den fristående sektionens gräns mot "diket, "zonen där de två plattorna först möts. Felet hade varit känt att existera, men ingen hade förstått vad det betydde.

Forskarna i den nya studien har nu kartlagt ett liknande system i Shumagin Gap, en krypande subduktionszon nära slutet av Alaskahalvön cirka 600 miles från Anchorage. Segmentet är en del av en subduktionsbåge som spänner över halvön och Aleuterna. Segling på ett specialutrustat forskningsfartyg, forskarna använde relativt ny teknik för att tränga djupt ner i havsbotten med kraftfulla ljudpulser. Genom att läsa ekon, de skapade CAT-scan-liknande kartor över både ytan och vad som finns under. Det nyligen kartlagda förkastningen ligger mellan diket och kusten, sträcker sig kanske 90 mil under vattnet mer eller mindre parallellt med land. På havsbotten, den är markerad av scarps ca 15 fot höga, indikerar att golvet har tappat ena sidan och rest sig på den andra. Felet sträcker sig ner mer än 20 mil, hela vägen till där de två plattorna rör sig mot varandra.

Teamet analyserade också små jordbävningar i regionen, och hittade ett kluster av seismicitet där det nyligen identifierade felet möter plattgränsen. Detta, de säger, bekräftar att felet kan vara aktivt. Jordbävningsmönster tyder också på att friktionsegenskaperna på förkastningens havssida skiljer sig från de på landsidan. Dessa skillnader kan ha skapat felet, långsamt riva regionen av huvudmassan; eller så kan felet vara resterna av en tidigare plötslig rörelse. Hur som helst, det signalerar fara, sa medförfattaren Donna Shillington, en Lamont-Doherty seismolog.

"Med det stora felet där, att den yttre delen av plattan kan röra sig självständigt och göra en tsunami mycket mer effektiv, " sa Shillington. "Du får mycket mer vertikal rörelse om den del som rör sig är nära havsbottenytan." En grov analogi:tänk dig att knäppa av en liten bit av en tallrik, lägga de två delarna tillsammans på ett bord och dunka bordet underifrån; den mindre biten kommer förmodligen att hoppa högre än om plattan vore hel, eftersom det är mindre som håller nere det.

Andra delar av den aleutiska subduktionszonen är redan kända för att vara farliga. En jordbävning och tsunami från 1946 med ursprung längre västerut dödade mer än 160 människor, mest på Hawaii. 1964, ett jordbävning till havs dödade cirka 140 människor med jordskred och tsunamier, främst i Alaska; 19 personer dog i Oregon och Kalifornien, och vågor upptäcktes så långt bort som Papua Nya Guinea och till och med Antarktis. I juli 2017, en havsbävning nära Aleuternas västra spets utlöste en tsunamivarning i hela Stilla havet, men lyckligtvis producerade det bara en sex-tums lokal våg.

När det gäller Shumagin Gap, år 1788, Ryska kolonister som då bodde på den närliggande ön Unga registrerade en stor skalv och tsunami som utplånade kuststrukturer och dödade många infödda aleutfolk. Forskarna säger att det kan ha sitt ursprung i Shumagin Gap, men det finns inget sätt att vara säker. Rob Witter, en geolog vid U.S. Geological Survey (USGS), har genomsökt områdets kuster efter bevis på en sådan tsunami, men hittills har bevis undgått honom, han sa. Den potentiella faran "förblir ett pussel här, " sade han. "Vi vet så lite om farorna med subduktionszoner. Varje liten ny information vi kan ta fram om hur de fungerar är värdefull, inklusive resultaten i denna nya tidning."

Författarna säger att förutom Japan, en sådan förkastningsstruktur har dokumenterats väl endast utanför Rysslands Kurilöarna, öster om Aleuterna. Men, Shillington sa, "Vi har inte bilder från många ställen. Om vi ​​skulle se oss omkring i världen, vi skulle förmodligen se mycket mer." John Miller, en pensionerad USGS-forskare som har studerat aleuterna, sa att hans eget arbete tyder på att andra segment av bågen har andra hotfulla egenskaper som liknar både de i Shumagin och utanför Japan. "Riskerna med områden som dessa har just nu blivit allmänt erkända, " han sa.

Lamontseismologer har studerat jordbävningar i Aleuterna sedan 1960-talet, men tidiga studier utfördes huvudsakligen på land. På 1980-talet USGS samlade in samma typ av data som användes i den nya studien, men seismisk utrustning som nu kan producera mycket mer detaljerade bilder djupt under havsbotten gjorde denna senaste upptäckt möjlig, sa Bécel. Hon och andra genomförde bildundersökningen ombord på Marcus G. Langseth, USA:s flaggskepp för akustisk forskning. Ägs av U.S. National Science Foundation, det drivs av Lamont-Doherty på uppdrag av landets universitet och andra forskningsinstitutioner.