Långvarig åksjuka är en av yrkesriskerna med att arbeta till sjöss utanför Japans kust i tre veckor. Hiroki Sone kan intyga det, efter att ha tillbringat en del av höstterminen 2018 på det djupaste vetenskapliga havsborrningsprojektet någonsin.

"Jag kanske inte ska nicka för mycket, säger biträdande professorn i civil- och miljöteknik vid University of Wisconsin-Madison, en dag efter att ha återvänt stateside. "Jag känner mig yr."

Sone och Ph.D. studenten Zirou Jin är en del av det internationella teamet av forskare som arbetar med Nankai Trough Seismogenic Zone Experiment. I slutfasen av det 11-åriga experimentet, forskare borrar nedanför Nankai-tråget, mötesplatsen för de tektoniska plattorna i det eurasiska och filippinska havet och källan till upprepade jordbävningar. Om det lyckas, det skulle vara första gången forskare har nått ett djup där jordbävningar leker i en subduktionszon, där en platta (i detta fall, Filippinska havet) trycker under en annan.

Borrningen, som nådde rekorddjup i början av december 2018 och kommer att fortsätta till mars 2019, kommer att ge stenprover och tillåta teamet att installera sensorer, potentiellt gräva fram nya ledtrådar om de processer som driver jordbävningar.

"Vi vill förstå vilken typ av krafter som ackumuleras i denna plåtgräns, eftersom det är drivkraften för markrörelsen under jordbävningar, ", säger Sone. "Att vara direkt där och se materialet förbättrar verkligen vår förståelse för vad som faktiskt händer."

Sone växte upp i ett japanskt samhälle som förståeligt nog är försiktig med jordbävningar, med tanke på den långa historien av seismisk aktivitet i landet. Han minns folkskolebesök från en lastbil med ett skakrum som gjorde det möjligt för elever att öva säkerhetsmanövrar.

Han var en doktorand vid Kyoto University och arbetade på en avhandling om en dödlig jordbävning i Taiwan när han hörde om planerna för den första NanTroSEIZE Integrated Ocean Drilling Program-expeditionen, som lanserades 2007. Sex år senare, han gick med på sin första expedition på Nankai-tråget.

Den här gången, han leder gruppens team för fysiska egenskaper. När sticklingar - bergskräp som genereras vid borrning - kommer upp till ytan, Sones team undersöker deras densiteter för att beräkna förändringar i porositet, procentandelen tomt utrymme i berget som är fyllt av vatten. Porositeten minskar vanligtvis med djupet, men forskarna letar efter undantag från den trenden som kommer att indikera högre vätsketryck än förväntat. Forskare har länge postulerat att vätsketrycket längs tektoniska plattgränssnitt är onormalt högt, vilket skulle kunna uppmuntra en tallrik att glida som en puck på ett airhockeybord. Men ingen har mätt det vätsketrycket på detta djup, säger Sone.

"Detta är ett bra tillfälle att testa dessa hypoteser och validera teorier eller kanske motbevisa några av dem, " han säger.

Sone kommer att helikoptera tillbaka till borrfartyget Chikyu, vars namn betyder jord på japanska, igen i januari 2019, medan Jin kommer att arbeta ett par tvåveckorsskift i februari och mars. Arbetsdagarna är långa ombord på Chikyu, med 12-timmars skift och begränsad tillgång till internet.

Men löftet om bergkärnprover - mycket större och mer användbara än sticklingar - i slutet är en kraftfull motivator. Jin studerar kärnor från en tidigare expedition för sin doktorsexamen. arbeta med de viskoplastiska egenskaperna – hur material flyter och deformeras över tiden – i Nankai Troughs ackretionära prisma, samlingen av stenar och sediment som bildas vid plattsubduktion.

"Vi försöker se hur stressen ackumuleras, " hon säger.

Genom att ta kärnor från plattans gränssnitt och långsamt deformera dem i labbet, Sone säger, forskare kan bättre förstå de krafter som byggs upp under de 100 till 400 åren mellan jordbävningarna som genererar tsunamier i Nankai-tråget.

"Det är viktigt att förstå hur jorden brister under dessa stora jordbävningar som händer på några minuter, och forskare har fokuserat på det i många decennier, " säger han. "Men vad händer mellan de 100 åren? Hur ackumuleras kraften för att bli redo för nästa jordbävning? Det är en lika, om inte mer, viktiga frågor att ställa som vi inte har tagit upp i samhället. Vi skulle vilja göra ett genombrott där för att bättre förutse seismiska faror runt om i världen."