Подземные толчки вместе с цунами унесли жизни около 20 тысяч человек.
Ученые выяснили, что сейсмические волны от разрушительного землетрясения 2011 года в Японии достигли ядра Земли, отразились от него и вернулись обратно, спровоцировав второй эпизод смещения тектонических плит, пишет Interesting Engineering. В результате территория страны сместилась на восток ещё на несколько миллиметров.
По данным исследователей, недавно обнаруженное явление произошло примерно через 16 минут после землетрясения магнитудой 9,0, известного как Тохоку-Оки, которое произошло у северо-восточного побережья Японии. Сейсмические волны преодолели около 5 800 километров в недрах планеты, отразились от жидкого внешнего ядра Земли и вернулись к ее поверхности, отмечают специалисты.
Похоже, что именно эти волны вызвали движение вдоль основных границ тектонических плит вокруг Японии, что привело к масштабному сейсмическому событию, которое оставалось незамеченным в течение многих лет.
Полученные результаты помогли объяснить загадочный сигнал, зафиксированный японской сетью GPS-станций вскоре после землетрясения. Станции по всей стране почти одновременно зарегистрировали внезапное смещение на восток, хотя в этот момент не было ни одного известного афтершока.
Землетрясение Тохоку-Оки 2011 года считается одним из самых мощных за всю историю наблюдений. Вместе с вызванным им цунами оно унесло около 20 тысяч жизней и предоставило учёным один из самых полных наборов данных о землетрясениях. Однако даже спустя годы один из фрагментов информации продолжал озадачивать ученых. GPS-станции зафиксировали синхронное смещение территории Японии на восток, которое не соответствовало ни одной известной активности афтершоков.
"Обычно мы наблюдаем подобное смещение, когда происходит реальное землетрясение. Но в данном случае на тот момент не было известно ни об одном афтершоке, поэтому это вызвало у нас значительный интерес", – пояснила геофизик Чикагского университета Суньйон Пак, являющаяся ведущим автором исследования.
Ученые отклонили несколько возможных объяснений, в частности подводный оползень и медленное движение разлома. Вместо этого они пришли к выводу, что сейсмическая энергия от основного землетрясения проникла глубоко в недра Земли, достигла внешнего ядра, отразилась от него и вернулась в земную кору.
Когда волны вернулись, они спровоцировали дополнительное скольжение вдоль границ тектонических плит, окружающих Японию. Исследователи предполагают, что мощные толчки основного землетрясения могли ослабить эти разломы, сделав их более уязвимыми к дальнейшим смещениям.
По оценкам учёных, обнаруженное явление охватило территорию протяжённостью около 3 000 километров, что делает его самым масштабным по площади сейсмическим явлением, когда-либо зарегистрированным.
Подсчитано, что оно высвободило энергию, сопоставимую с землетрясением магнитудой 7,5. Кроме того, процесс охватил сразу несколько крупных границ тектонических плит, в частности Тихоокеанско-Охотскую и Филиппинско-Евразийскую.
Учёные давно знали, что сейсмические волны способны распространяться сквозь Землю и отражаться от её глубинных структур. Однако это первый задокументированный случай, когда такие отраженные волны, вероятно, спровоцировали смещение тектонических плит вблизи поверхности.
"Это впечатляет, ведь речь идет о беспрецедентных масштабах – как по протяженности, так и по площади. Кроме того, мы имеем дело с ранее неизвестным источником сейсмической опасности", – отметила Пак.
Это открытие может изменить представления учёных о крупных землетрясениях и их долгосрочных последствиях.
"Это свидетельствует о том, что мощные землетрясения могут влиять на разломы даже после того, как основные толчки уже закончились", – добавила исследовательница.
Авторы работы подчеркивают, что их результаты демонстрируют, насколько много неизвестного остается в поведении крупных землетрясений и в сложном взаимодействии между сейсмическими волнами и тектоническими плитами.
Напомним, по словам исследователей, разлом Сан-Андреас и зона разлома Сан-Хасинто достигли самых высоких уровней напряжения за последние 1000 лет. Это заставляет ученых задуматься о том, когда произойдет следующее "крупное землетрясение" в Калифорнии. Говорят, что напряжение, которое обычно высвобождается во время крупных землетрясений, продолжает нарастать, поскольку с момента последнего "большого разрыва" прошло 160 лет.