کشف عامل زلزله‌های مهیب ژاپن

فرارو: یک توده سنگ آذرین به اندازه کوه که قبلاً در زیر سواحل جنوب ژاپن کشف شده بود، اکنون به عنوان جدی‌ترین متهم زلزله‌های بسیار بزرگ این کشور مطرح شده است که به واسطه خاصیت آهنربایی خود با این رخداد‌های مهیب طبیعی مرتبط می‌شود.

اولین اطلاعات درباره این کوه آهنربایی که با نام پلوتون کومانو Kumano Pluton شناخته می‌شود، در سال ۲۰۰۶ منتشر شد. این سنگ بزرگ احتمالاً به علت نفوذ مواد مذاب که سنگ‌ها را نیز به خود جذب می‌کند و سپس سرد شدن آن‌ها در طول زمان ایجاد شده است. حالا تحقیقات جدید نشان می‌دهد، انرژی تکتونیکی ناشی از مگازلزله‌ها ممکن است به چندین نقطه در امتداد آن منحرف شود. این می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا تأثیر زمین لرزه‌های عظیم در منطقه را بهتر پیش بینی کنند و همچنین درک بهتری از نحوه تعامل این توده‌های آذرین با فعالیت‌های زمین ساختی داشته باشند.

شویچی کودایرا، ژئوفیزیکدان آژانس علوم دریایی و زمینی ژاپن، می‌گوید: «ما نمی‌توانیم دقیقاً زمان، مکان یا بزرگی زمین‌لرزه‌های آینده را پیش‌بینی کنیم، اما با ترکیب مدل خود با داده‌های پایش، می‌توانیم تخمین فرآیند‌های آینده نزدیک را آغاز کنیم. این موضوع می‌تواند اطلاعات بسیار مهمی را در اختیار عموم مردم ژاپن قرار می‌دهد تا برای زلزله بزرگ بعدی آماده شوند.»

دانشمندان با تصویربرداری لرزه‌ای متوجه شدند که این سنگ چگالی متفاوتی نسبت به سنگ اطراف در ناحیه فرورانش Nankai دارد. این منطقه‌ای است که در امتداد آن یک صفحه تکتونیکی زیر لبه‌ای دیگری نیز در حرکت است که با افزایش زلزله و فعالیت آتشفشانی همراه است. بعد‌ها شبیه‌سازی‌های عددی کمک کرد تا مشخص شود که این تکه، یک بخش پلوتونیک است، اما میزان واقعی آن ناشناخته باقی ماند. اکنون با استفاده از داده‌های لرزه‌ای ۲۰ ساله از ناحیه فرورانش Nankai، تیمی از محققان کل پلوتون کومانو را نقشه‌برداری کرده‌اند.

لرزه‌ها و لرزش ها، در عین حال که مخرب هستند، می‌توانند الگو‌های بسیار دقیقی نیز برای علم ایجاد کنند. آن‌ها از نقطه مبدا خود به بیرون می‌ریزند، در سیاره پخش می‌شوند و به اطراف می‌پرند. روشی که این امواج لرزه‌ای از مواد خاص عبور می‌کنند و از آن بازتاب می‌یابند، به زلزله‌شناسان اجازه می‌دهد تا ساختار‌هایی را که نمی‌توانیم در اعماق زمین ببینیم، نقشه‌برداری کنند. این کار نه تنها شامل ثبت میلیون‌ها لرزه از شبکه لرزه نگاری ژاپن بود، بلکه شامل سایر بررسی‌های علمی برای بزرگترین مجموعه داده‌های لرزه‌ای است که تاکنون ایجاد شده.

تصویر Kumano Pluton در نقشه سه بعدی که به صورت یک برآمدگی قرمز رنگ دیده می شود

حجم عظیمی از داده‌هایی که تیم در منطقه فرورانش Nankai گردآوری کرد، به ابررایانه LoneStar5 در دانشگاه تگزاس برده شد تا یک مدل سه‌بعدی با وضوح بالا از توده تولید کند. این نقشه جدید به طرز شگفت انگیزی، ویژگی‌هایی را نشان داد که قبلاً ندیده بودیم. این مدل نشان می‌دهد که وزن توده باعث می‌شود که پوسته زمین در زیر آن تحت فشار خم شده و کمی به سمت بالا برآمده شود. با کمال تعجب، به نظر می‌رسد که توده پلوتون با تشدید خمش پوسته زمین، مسیری برای نفوذ آب‌های زیرزمینی به زیر پوسته زمین به گوشته بالایی فراهم می‌کند.

از آنجایی که پلوتون کومانو بسیار متراکم و صلب است، احتمالاً نقش مهمی در فعالیت‌های زمین ساختی ایفا می‌کند. زمین لرزه‌های عظیم با بزرگی بالاتر از ۸ ریشتر در سال‌های ۱۹۴۴ و ۱۹۴۶ در کناره‌های این توده به وجود آمدند. با توجه به اینکه دال‌های فرورانش به تغییرات ساختاری بسیار حساس هستند، احتمالاً پلوتون تأثیر عمیقی بر روی هندسه و فعالیت‌های زمین ساختی در منطقه دارد. این تیم امیدوار است که این کشف آن‌ها زمینه ساز تحقیقات کاملی در مورد ساختار‌های زیرزمینی شود که ممکن است در سایر مناطق فرورانش پنهان شده باشند.

آدرین آرنولف، ژئوفیزیکدان انستیتوی دانشگاه تگزاس، می‌گوید: «این واقعیت که ما می‌توانیم چنین کشف بزرگی را در منطقه‌ای انجام دهیم که قبلاً به خوبی مطالعه شده است، به نظر من دلیل محکمی است برای اینکه در مکان‌هایی که به خوبی نظارت نمی‌شوند نیز باید در انتظار چنین شگفتی‌هایی باشیم.» نتایج این تحقیق در نشریه معتبر Nature Geophysics منتشر شده است.