The 1994 Mw 7.8 Sanriku-Haruka-Oki Earthquake and Complex Recurrence on a Weakly Segmented Megathrust
من خلال دمج بيانات الزلازل بعيدة المدى، والحركة القوية، ونظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)، تكشف هذه الدراسة أن زلزال سانريكو-هاروكا-أوكي بقوة 7.8 درجة على مقياس العزم (Mw) عام 1994 تضمن رقعتي انزلاق متميزتين محاذاتين لاتجاه شمال غرب-جنوب شرق، يفصل بينهما نطاق منخفض الانزلاق متأثر بالتباينات الهيكلية الموجودة مسبقاً، مما يشير إلى أن هذا التجزؤ الضعيف يحكم أنماط التكرار المعقدة للزلازل الكبرى في منطقة الاندساس في المنطقة.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
في أعماق قاع المحيط حيث تغوص صفيحة المحيط الهادئ تحت أرخبيل اليابان، تخزن منطقة تصادم هائلة تُعرف باسم "الصدع الميغاوات" (megathrust) طاقة هائلة. وعندما تتحرر هذه الطاقة، تسبب زلازل يمكنها إعادة تشكيل السواحل وإثارة موجات تسونامي. وبينما تمتد خطوط الصدع هذه لمئات الأميال، إلا أنها لا تنكسر دائمًا دفعة واحدة؛ بل غالبًا ما يتوقف التمزق ويبدأ، منقسمًا إلى أقسام أو قطع أصغر تتصرف بشكل مختلف اعتمادًا على أنواع الصخور، ودرجة الحرارة، والصدوع الخفية داخل قشرة الأرض. إن فهم كيفية انكسار هذه الأجزاء بدقة، ولماذا تقفز بعض الزلازل عبر الحدود بينما تتوقف أخرى، أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بحجم وموقع الكوارث المستقبلية. وفي المياه قبالة ساحل سانريكو في شمال اليابان، يبدو تاريخ الزلازل معقدًا بشكل خاص، حيث تحدث أحداث كبرى في أنماط متداخلة على مدى عقود بدلاً من دورة بسيطة متكررة.
لسنوات، ناقل العلماء حول تفاصيل زلزال كبير ضرب هذه المنطقة في 28 ديسمبر 1994. عُرف بزلزال "سانريكو-هاروكا-أوكي"، وسجل قدرًا بلغ 7.8 درجة. وكان الرأي السائد هو أن هذا الحدث كان إعادة تمزق جزئي لمنطقة أكبر بكثير انكسرت خلال زلزال "توكاشي-أوكي" عام 1968، وأن الانزلاق في عام 1994 حدث في شريط واحد مستمر يمتد تقريبًا من الشمال إلى الجنوب. ومع ذلك، فإن دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة توهوكو، وجامعة كيوتو، وجامعة طوكيو، تتحدى هذا التصور الذي ساد لفترة طويلة. فمن خلال الجمع بين ثلاثة أنواع مختلفة من البيانات — الموجات الزلزالية البعيدة التي تسافر عبر لب الأرض، وسجلات الحركة الأرضية القوية من المحطات القريبة، والقياسات الدقيقة لكيفية تحرك الأرض على السطح — أعاد الفريق بناء حدث عام 1994 بوضوح أكبر بكثير. ويكشف عملهم أن الزلزال لم ينزلق في ورقة واحدة سلسة، بل انكسر في دفقين متميزين وقويين تحركا في اتجاه محدد.
وجد الباحثون أن التمزق بدأ في الموقع المتوقع، لكنه قضى أول خمس وعشرين ثانية بحركة ضئيلة جدًا. ثم أطلق الصدع فجأة كمية هائلة من الطاقة في بقعة من قاع البحر تبعد حوالي 50 كيلومترًا غرب نقطة البداية. استمر هذا الانزلاق الكبير الأول لمدة ثلاثة عشر ثانية تقريبًا. وبعد فترة وجيزة، حدث دفق ثانٍ من الطاقة، بنفس القوة، على بعد حوالي 20 كيلومترًا أخرى باتجاه الشمال الغربي. وقد خلق هذا العمل ذو المرحلتين نمطًا متميزًا في الموجات الزلزالية المسجلة حول العالم؛ حيث سمعت المحطات الواقعة في الجنوب الشرقي نبضتين واضحتين ومنفصلتين من الاهتزاز، بينما سمعت المحطات في الشمال الغربي إشارة أكثر اندماجًا، وهو اختلاف يؤكد أن التمزق انتقل بثبات نحو الشمال الغربي. كانت إجمالي الطاقة المنبعثة تعادل زلزالًا بقوة 7.83 درجة، حيث انزلق سطح الأرض بما يصل إلى 3.3 متر في المناطق الأكثر شدة.
يساعد هذا النموذج الجديد لكتل الانزلاق المنفصلة، والتي تفصل بينها منطقة ذات حركة أضعف، في تفسير سبب سلوك الزلزال كما فعل. تنقسم منطقتا الانزلاق الرئيسيتان بواسطة ميزة جيولوجية تسمى "زاوية وتد الوشاح" (mantle-wedge corner)، وهي نقطة يتغير فيها التركيب الصخري تحت الصدع من قشرة الأرض إلى الوشاح. وبينما يُعتقد غالبًا أن هذا الحد الفاصل يوقف الزلازل، فقد تمكن تمزق عام 1994 من عبوره، منتقلاً من بقعة ضحلة إلى أخرى أكثر عمقًا. كما لاحظ الباحثون أن حواف تمزق عام 1994 تتوافق تمامًا مع حدود غير مرئية في قشرة الأرض، تم تحديدها من خلال التباينات في الجاذبية. ويبدو أن هذه الحدود تعمل كجدران طبيعية توجه أين يمكن للزلازل الكبيرة أن تنمو وأين يجب أن تتوقف.
وبالنظر إلى التاريخ الأوسع للمنطقة، تشير الدراسة إلى أن النمط المعقد للزلازل قبالة سانريكو ليس عشوائيًا. فقد شغل حدث عام 1994 القسم المركزي من منطقة أكبر أنتجت ثلاثة مناطق زلزالية رئيسية مصطفة في اتجاه من الشمال الغربي إلى الجنوب الشرقي. ويعكس هذا الاصطفاف الصدوع القديمة والخفية في الصفيحة العلوية التي تمتد موازية للساحل. وتشير الأدلة إلى أن هذه الهياكل الموجودة مسبقًا تتحكم في كيفية انكسار الصدع الميغاواتي. وبينما تمكن زلزال عام 1994 من تمزيق كلتا البقعتين الرئيسيتين اللتين حددهما النموذج الجديد في وقت واحد، تظهر السجلات التاريخية أن الزلازل الأصغر في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي قد كسرت بقعة واحدة فقط في كل مرة. وهذا يعني أن المنطقة نفسها يمكن أن تنتج أنواعًا مختلفة من الكوارث اعتمادًا على ما إذا كانت البقعتان تنكسران معًا أو بشكل منفصل. وتشير النتائج إلى أن البنية الفيزيائية لقشرة الأرض، بما في ذلك الصدوع الخفية والتغيرات في تكوين الصخور، تلعب دورًا حاسمًا في تحديد حجم وشكل الزلزال العظيم القادم في هذه المنطقة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.