زلزله سال ۲۰۱۱ در ژاپن به قدری قوی بود که موقعیت کل کشور را تحت تأثیر قرار داد.
زمینلرزه ۹ ریشتری سال ۲۰۱۱ ژاپن نه تنها ویرانی وسیعی به بار آورد، بلکه منجر به جابهجایی جزئی و سرتاسری در سطح کشور شد.
این زمینلرزه که به نام توهوکو-اوکی شناخته میشود، یکی از مخربترین زلزلههای تاریخ مدرن به شمار میرود و زلزله و سونامی ناشی از آن بیش از ۱۸ هزار قربانی و حدود ۲۲۰ میلیارد دلار خسارت اقتصادی به همراه داشت. این رویداد نه تنها سونامی مرگباری را به همراه داشت، بلکه اثرات آن به طور غیرمنتظرهای تا دقایقی پس از پایان لرزش اصلی ادامه یافت.
تحقیقات جدید نشان میدهد که زلزله ویرانگر توهوکو-اوکی در سال ۲۰۱۱ نه تنها یکی از بزرگترین فجایع طبیعی ثبتشده در تاریخ ژاپن بود، بلکه پیامدهای آن در مقیاس وسیعتری از آنچه تصور میشد، ادامه یافته است. بر اساس این مطالعه، این زلزله به قدری قدرتمند بوده که موجب جابهجایی جزئی اما سراسری در بخشهایی از ژاپن شده است؛ به گونهای که برخی نقاط کشور تا حدود ۵ تا ۶ میلیمتر تغییر مکان دادهاند.
پژوهشگران بیان میکنند که این جابهجایی نه ناشی از لرزش مستقیم زمین در لحظه زلزله، بلکه نتیجه نوعی پدیده کمتر شناختهشده در فیزیک زمینلرزههاست که به امواج لرزهای بازتابیافته از هسته زمین مربوط میشود.
سانیونگ پارک، استاد ژئوفیزیک دانشگاه شیکاگو و نویسنده اصلی تحقیق، توضیح میدهد که تیم پژوهشی با استفاده از دادههای سامانههای موقعیتیابی ماهوارهای (GNSS) توانستهاند تغییرات بسیار ظریف سطح زمین را در دقایق پس از زلزله ۲۰۱۱ ردیابی کنند. به نوشته ساینتیفیک آمریکن، پژوهشگران در ابتدا از مشاهده دادهها شگفتزده شدند، زیرا نشان میداد بخشهایی از ژاپن پس از عبور موج اصلی زلزله، به طور آرام و تدریجی جابهجا شدهاند. آنها ابتدا احتمال خطای محاسباتی یا اشکال در دادهها را بررسی کردند، اما پس از حذف این گزینهها، به توضیح غیرمنتظرهای رسیدند.
براساس تحلیل پژوهشگران، عامل این جابهجایی نوعی موج لرزهای به نام ScS بوده است. این امواج در اعماق زمین حرکت کرده، از هسته آهنی زمین بازتاب میشوند و دوباره به سطح بازمیگردند. نکته مهم این است که این مسیر رفتوبرگشت حدود ۱۵ دقیقه زمان میبرد. به نظر میرسد این امواج پس از بازگشت توانستهاند گسلهایی را که از قبل در وضعیت بسیار حساس و نزدیک به شکست قرار داشتند، تحریک کنند و باعث لغزش بسیار آرام و گسترده در بخشهایی از پوسته زمین شوند.
میزان جابهجایی ثبتشده تنها در حد چند میلیمتر است، اما اهمیت علمی آن در مقیاس جغرافیایی و مکانیسم رخداد است. فرآیند توصیفشده در زمینشناسی با مفهوم «تحریک دینامیکی زلزله» شناخته میشود که در آن امواج لرزهای زلزله بزرگ، مناطق دورتر را نیز تحت تأثیر قرار میدهند و میتوانند گسلهای آماده شکست را فعال کنند. اما نقش خاص امواج بازتابی از هسته زمین در ایجاد چنین لغزشی، تاکنون به این شکل مستند نشده بود.
گرچه میزان جابهجایی ثبتشده تنها در حد چند میلیمتر است، اهمیت علمی آن در مقیاس جغرافیایی و مکانیسم رخداد است. در بیشتر زمینلرزهها، تغییر مکانهای بزرگ تنها در نزدیکی کانون زلزله رخ میدهد، اما در این مورد، تقریباً کل ژاپن دچار یک جابهجایی هماهنگ و بسیار ظریف شده است. بر اساس برآورد پژوهشگران، این لغزش ممکن است طی حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ ثانیه رخ داده باشد، بنابراین مردم عملاً هیچ احساسی از آن نداشتهاند.
پژوهشگران هشدار میدهند که این نوع جابهجاییهای تأخیری میتواند نشاندهنده نوعی خطر لرزهای باشد که تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هنوز مشخص نیست که آیا چنین پدیدهای در زلزلههای دیگر نیز رخ میدهد یا اینکه تنها در شرایط خاصی مانند زمینلرزه ۲۰۱۱ فعال میشود.
سانیونگ پارک در جمعبندی این پژوهش تأکید میکند: «باید در نظر داشته باشیم که ممکن است حتی چند دقیقه پس از پایان لرزش اصلی، فرآیندهای لرزهای دیگری در حال وقوع باشند که هنوز بهطور کامل آنها را نمیشناسیم.»
این پژوهش در ژورنال Science منتشر شده است.
