Landmassorna i Japan skiftade från öst till väst till öst igen under månaderna före den kraftigaste jordbävningen i landets registrerade historia, en jordbävning 2011 med magnitud 9 som dödade mer än 15, 500 personer, visar ny forskning.

Dessa rörelser, vad forskare kallar en "wobble, " kan ha potential att uppmärksamma seismologer på större risk för framtida stora jordbävningar i subduktionszonen. Dessa destruktiva händelser inträffar där en av jordens tektoniska plattor glider under en annan. Den underdrivning blockerar eller binder jorden, tills sylten slutligen rivs sönder eller bryts och en jordbävning resulterar.

Resultaten publicerades idag (30 april) i tidskriften Natur .

"Vad som hände i Japan var en enorm men mycket långsam vinkling - något som aldrig observerats tidigare, " sa Michael Bevis, en medförfattare till uppsatsen och professor i geovetenskaper vid Ohio State University.

"Men föregås alla gigantiska jordbävningar av vinglingar av det här slaget? Vi vet inte eftersom vi inte har tillräckligt med data. Detta är en sak till att titta på när man bedömer seismisk risk i subduktionszoner som de i Japan, Sumatra, Anderna och Alaska."

Wobblet skulle ha varit omärkligt för människor som stod på ön, Bevis sa, flyttar motsvarande bara några millimeter per månad under en period av fem till sju månader. Men rörelsen var uppenbar i data som registrerats av mer än 1, 000 GPS-stationer distribuerade över hela Japan, under månaderna fram till jordbävningen i Tohoku-oki den 11 mars.

Forskargruppen, som inkluderade forskare från Tyskland, Chile och USA, analyserade dessa data och såg en vändning i landet – cirka 4 till 8 millimeter österut, sedan västerut, sedan tillbaka österut. Dessa rörelser skilde sig markant från de stadiga och cykliska förändringar som jordens landmassor kontinuerligt gör.

"Världen är uppdelad i plattor som alltid rör sig på ett eller annat sätt, " Sa Bevis. "Rörelse är inte ovanligt. Det är den här rörelsestilen som är ovanlig."

Bevis sa att vinklingen kunde tyda på att månaderna före jordbävningen, plattan under Filippinska havet började något som kallas en "slow slip-händelse, "en relativt mild och "tyst" understrykning av två intilliggande oceaniska plattor under Japan, som så småningom utlöste en massiv svacka västerut och nedåt som drev Stillahavsplattan och plattan under Japan, genererade kraftiga seismiska vågor som skakade hela landet.

Jordbävningen 2011 orsakade omfattande skador i hela Japan. Det flyttade permanent stora delar av Japans huvudö, Honshu, flera meter österut. Det utlöste tsunamivågor som var mer än 40 meter höga. Mer än 450, 000 människor förlorade sina hem. Flera kärnreaktorer smälte ner vid Fukushima Daiichi kärnkraftverk, skickar en stadig ström av giftiga, radioaktiva material till atmosfären och tvingar tusentals i närheten att fly sina hem. Det var den värsta kärnkraftskatastrofen sedan Tjernobyl.

Forskare som studerar jordbävningar och plattektonik försöker fastställa den ungefärliga storleken på nästa stora jordbävningar och förutsäga var och när de kan inträffa. "När" är mycket svårare än "var".

Men det kommer inte att vara möjligt att använda resultaten av denna studie för att förutsäga jordbävningar i vissa subduktionszoner runt om i världen eftersom de inte har de GPS-system som behövs, sa Jonathan Bedford, huvudförfattare till denna studie och en forskare vid GFZ German Research Center for Geosciences.

Under 2011, Japan hade ett av de största och mest robusta GPS-övervakningssystemen i världen. Det systemet gav gott om data, och tillät forskargruppen att identifiera svängningen som landmassan gjorde under månaderna fram till jordbävningen.

Andra länder, inklusive Chile och Sumatra, som drabbades av förödande jordbävningar och tsunamier 2010 och 2004, respektive, hade mycket mindre omfattande system vid tidpunkten för dessa katastrofer.

Forskarna analyserade liknande data från jordbävningen i Chile 2010, och hittade bevis på en liknande vingling; Bedford sa att uppgifterna "bara var tillräckligt bra för att fånga signalen."

"Vi måste verkligen övervaka alla större subduktionszoner med högdensitets GPS-nätverk så snart som möjligt, " han sa.