The 1994 Mw 7.8 Sanriku-Haruka-Oki Earthquake and Complex Recurrence on a Weakly Segmented Megathrust
Door teleseismische, strong-motion en GNSS-gegevens te integreren, onthult deze studie dat de 1994 Mw 7.8 Sanriku-Haruka-Oki aardbeving twee afzonderlijke NW–SE georiënteerde slippatches omvatte, gescheiden door een zone met lage slip die werd beïnvloed door bestaande structurele heterogeniteiten, wat suggereert dat een dergelijke zwakke segmentatie de complexe recurrente patronen van grote megathrust-aardbevingen in de regio bepaalt.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
Diep onder de oceaanbodem, waar de Pacifische Plaat onder de Japanse archipel duikt, slaat een enorme botsingszone die bekend staat als een megathrust immense energie op. Wanneer deze energie vrijkomt, veroorzaakt dit aardbevingen die kustlijnen kunnen hervormen en tsunami's kunnen triggeren. Hoewel deze breuklijnen honderden kilometers lang zijn, breken ze niet altijd in één keer door. In plaats daarvan stopt de breuk vaak en begint deze opnieuw, waarbij deze uiteenvalt in kleinere secties of segmenten die zich anders gedragen afhankelijk van de gesteentesoorten, temperatuur en verborgen breuken binnen de aardkorst. Begrijpen hoe deze segmenten precies breken, en waarom sommige aardbevingen over grenzen heen springen terwijl andere stoppen, is cru Cruciaal voor het voorspellen van de omvang en locatie van toekomstige rampen. In de wateren voor de kust van Sanriku in noord-Japan is de geschiedenis van aardbevingen bijzonder complex, met grote gebeurtenissen die over decennia heen in overlappende patronen voorkomen in plaats van in een eenvoudige, herhalende cyclus.
Jarenlang hebben wetenschappers gedebatteerd over de details van een grote aardbeving die deze regio trof op 28 december 1994. Bekend als de Sanriku-Haruka-Oki-aardbeving, registreerde deze een magnitude van 7,8. De heersende opvatting was dat deze gebeurtenis een gedeeltelijke herbreuk was van een veel groter gebied dat was gebroken tijdens de 1968 Tokachi-Oki-aardbeving, en dat de verschuiving van 1994 plaatsvond in een enkele, continue strook die ruwweg van noord naar zuid liep. Echter, een nieuwe studie door onderzoekers van Tohoku University, Kyoto University en de University of Tokyo daagt dit langgevestigde beeld uit. Door drie verschillende soorten gegevens te combineren — verre seismische golven die door de kern van de aarde reizen, sterke grondbewegingsgegevens van nabijgelegen stations en nauwkeurige metingen van hoe de grond aan het oppervlak verschoof — heeft het team de gebeurtenis van 1994 met veel meer helderheid gereconstrueerd. Hun werk onthult dat de aardbeving niet in één gladde plaat gleed, maar eerder brak in twee duidelijke, krachtige uitbarstingen die in een specifieke richting bewogen.
De onderzoekers ontdekten dat de breuk begon op de verwachte locatie, maar de eerste vijfentwintig seconden van de gebeurtenis heel weinig beweging vertoonde. Vervolgens ontketende de breuk plotseling een enorme hoeveelheid energie op een stuk zeebodem ongeveer 50 kilometer ten westen van het startpunt. Deze eerste grote verschuiving duurde ongeveer dertien seconden. Kort daarna vond een tweede, even krachtige energie-uitbarsting plaats, ongeveer 20 kilometer verder naar het noordwesten. Dit proces van twee fasen creëerde een duidelijk patroon in de seismische golven die wereldwijd werden geregistreerd. Stations ten zuidoosten hoorden twee duidelijke, gescheiden pulsen van schokken, terwijl stations ten noordwesten een meer gemengd signaal hoorden, een verschil dat bevestigt dat de breuk gestaag naar het noordwesten bewoog. De totale vrijgekomen energie was gelijk aan een magnitude 7,83 aardbeving, waarbij de grond in de meest intense gebieden tot wel 3,3 meter verschoof.
Dit nieuwe model van twee aparte slip-patches, gescheiden door een zone van zwakkere beweging, helpt verklaren waarom de aardbeving zich zo gedroeg als hij deed. De twee hoofdgebieden van verschuiving worden verdeeld door een geologisch kenmerk genaamd de mantelwig-hoek (mantle-wedge corner), een punt waar de rotsstructuur onder de breuk verandert van de aardkorst naar de mantel. Hoewel deze grens vaak wordt beschouwd als een stopzetting voor aardbevingen, slaagde de breuk van 1994 erin deze te passeren, door van een ondiepere patch naar een diepere te springen. De onderzoekers merkten ook op dat de randen van de 1994-breuk perfect overeenkomen met onzichtbare grenzen in de aardkorst, geïdentificeerd door variaties in de zwaartekracht. Deze grenzen lijken te fungeren als natuurlijke muren die bepalen waar grote aardbevingen kunnen groeien en waar ze moeten stoppen.
Kijkend naar de bredere geschiedenis van de regio, suggereert de studie dat het complexe patroon van aardbevingen voor Sanriku niet willekeurig is. De gebeurtenis van 1994 bezette het centrale deel van een grotere zone die drie belangrijke aardbevingsregio's heeft voortgebracht, uitgelijnd in een noordwest-naar-zuidoostrichting. Deze uitlijning weerspiegelt oude, verborgen breuken in de bovenliggende plaat die parallel aan de kust lopen. Het bewijs suggerecht dat deze pre-existente structuren bepalen hoe de megathrust breekt. Hoewel de aardbeving van 1994 erin slaagde beide hoofdpatches die in het nieuwe model zijn geïdentificeerd gelijktijdig te breken, laten historische gegevens zien dat kleinere aardbevingen in de jaren 1920 en 1930 waarschijnlijk slechts één van deze patches tegelijk braken. Dit betekent dat hetzelfde gebied verschillende soorten rampen kan produceren, afhankelijk van of de twee patches samen of afzonderlijk breken. De bevindingen wijzen erop dat de fysieke architectuur van de aardkorst, inclusief verborgen breuken en veranderingen in de samenstelling van het gesteente, een beslissende rol speelt bij het bepalen van de omvang en vorm van de volgende grote aardbeving in deze regio.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.