Det vetenskapliga djuphavsborrfartyget Chikyu, som 2018 utförde den djupaste borrningen av ett jordbävningsförkastning i subduktionszonen. Kredit:Satoshi Kaya/FlickR
Forskare som borrade djupare in i ett undervattensjordbävningsfel än någonsin tidigare har funnit att den tektoniska spänningen i Japans Nankai subduktionszon är mindre än väntat, enligt en studie från forskare vid University of Texas i Austin och University of Washington.
Fynden, publicerade i tidskriften Geology , är ett pussel eftersom felet producerar en stor jordbävning nästan varje århundrade och ansågs bygga för en annan stor.
"Detta är hjärtat av subduktionszonen, precis ovanför där felet är låst, där förväntningen var att systemet skulle lagra energi mellan jordbävningar", säger Demian Saffer, chef för University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) som medledde det forsknings- och vetenskapliga uppdraget som borrade felet. "Det förändrar hur vi tänker på stress i dessa system."
Även om Nankai-förkastningen har fastnat i decennier, visar studien att den ännu inte visar några större tecken på uppdämd tektonisk stress. Enligt Saffer förändrar det inte de långsiktiga utsikterna för felet, som senast brast 1946 – när det orsakade en tsunami som dödade tusentals – och förväntas göra det igen under de kommande 50 åren.
Istället kommer resultaten att hjälpa forskare att inse kopplingen mellan tektoniska krafter och jordbävningscykeln och potentiellt leda till bättre jordbävningsprognoser, både vid Nankai och andra megathrust-förkastningar som Cascadia i Pacific Northwest.
Harold Tobin från University Washington inspekterar borrande stigare. Forskare använde liknande utrustning under ett rekordstort försök att borra Japans Nankai-fel 2018 som leddes av University of Texas Institute for Geophysics. Kredit:Harold Tobin/University of Washington
"Just nu har vi inget sätt att veta om den stora för Cascadia - en jordbävning och tsunami i magnitud 9 - kommer att hända i eftermiddag eller 200 år från nu", säger Harold Tobin, en forskare vid University of Washington som är tidningens första författare. "Men jag har en viss optimism om att vi med fler och fler direkta observationer som denna kan börja känna igen när något onormalt inträffar och att risken för en jordbävning ökar på ett sätt som kan hjälpa människor att förbereda sig."
Megathrust förkastningar som Nankai, och tsunamin de genererar, är bland de mest kraftfulla och skadliga på jorden, men forskare säger att de för närvarande inte har något tillförlitligt sätt att veta när och var nästa stora kommer att drabba.
Förhoppningen är att genom att direkt mäta kraften som känns mellan tektoniska plattor som trycker på varandra - tektonisk stress - kan forskare lära sig när en stor jordbävning är redo att inträffa.
Tektonikens natur innebär dock att de stora jordbävningsförkastningarna finns i djuphavet, mil under havsbotten, vilket gör dem otroligt utmanande att mäta direkt. Saffer och Tobins borrexpedition är det närmaste forskarna har kommit.
Demian Saffer, chef för University of Texas Institute for Geophysics (UTIG), under vetenskaplig havsborrning vid Japans jordbävningsförkastning i Nankai. Kredit:Demian Saffer/University of Texas Institute for Geophysics
En borrande stigare ombord på det vetenskapliga borrfartyget Chikyu. Dussintals stigare var sammanlänkade för att nå djupare in i ett jordbävningsförkastning än någonsin tidigare. Led by researchers at the University of Texas Institute for Geophysics and University of Washington, the scientific mission revealed that tectonic stress in Japan's Nankai subduction zone was lower than expected. Credit:Demian Saffer/University of Texas Institute for Geophysics
Their record-breaking attempt took place in 2018 aboard a Japanese scientific drilling ship, the Chikyu, which drilled two miles into the tectonic plate before the borehole got too unstable to continue, a mile short of the fault.
Nevertheless, the researchers gathered invaluable data about subsurface conditions near the fault, including stress. To do that, they measured how much the borehole changed shape as the Earth squeezed it from the sides, then pumped water to see what it took to force its walls back out. That told them the direction and strength of horizontal stress felt by the plate pushing on the fault.
Contrary to predictions, the horizontal stress expected to have built since the most recent great earthquake was close to zero, as if it had already released its pent-up energy.
The researchers suggested several explanations:It could be that the fault simply needs less pent-up energy than thought to slip in a big earthquake, or that the stresses are lurking nearer to the fault than the drilling reached. Or it could be that the tectonic push will come suddenly in the coming years. Either way, the researchers said the drilling showed the need for further investigation and long-term monitoring of the fault. + Utforska vidare
