Aanhoudende reisziekte is een van de beroepsrisico's van drie weken werken op zee voor de kust van Japan. Hiroki Sone kan dat beamen, een deel van het herfstsemester van 2018 hebben besteed aan het diepste wetenschappelijke oceanische boorproject ooit.

"Misschien moet ik niet te veel knikken, " zegt de assistent-professor civiele en milieutechniek aan de Universiteit van Wisconsin-Madison, een dag na terugkeer in de Verenigde Staten. "Ik voel me duizelig."

Sone en Ph.D. student Zirou Jin maakt deel uit van het internationale team van wetenschappers die werken aan het Nankai Trough Seismogenic Zone Experiment. In de laatste fase van het 11-jarige experiment, onderzoekers boren onder de Nankai Trog, het ontmoetingspunt van de tektonische platen van de Euraziatische en Filippijnse Zee en de bron van herhaalde aardbevingen. Indien succesvol, het zou de eerste keer zijn dat wetenschappers een diepte hebben bereikt waarop aardbevingen paaien in een subductiezone, waarbij een plaat (in dit geval de Filippijnse Zee) duwt onder een andere.

het boren, die begin december 2018 een recorddiepte bereikte en zal duren tot maart 2019, zal rotsmonsters opleveren en het team in staat stellen sensoren te installeren, mogelijk nieuwe aanwijzingen opgraven over de processen die aardbevingen veroorzaken.

"We willen begrijpen wat voor soort krachten zich ophopen in deze plaatgrens, omdat dat de drijvende kracht is voor grondbeweging tijdens aardbevingen, ", zegt Sone. "Om daar direct binnen te zijn en het materiaal te zien, verbetert ons begrip van wat er werkelijk gebeurt."

Sone groeide op in een Japanse samenleving die begrijpelijkerwijs op haar hoede is voor aardbevingen, gezien de lange geschiedenis van seismische activiteit in het land. Hij herinnert zich basisschoolbezoeken vanuit een vrachtwagen met een schudkamer waar leerlingen veiligheidsmanoeuvres konden oefenen.

Hij was een afgestudeerde student aan de Universiteit van Kyoto en werkte aan een proefschrift over een dodelijke aardbeving in Taiwan toen hij hoorde over plannen voor de eerste expeditie van het NanTroSEIZE Integrated Ocean Drilling Program, die in 2007 werd gelanceerd. Zes jaar later, hij nam deel aan zijn eerste expeditie op de Nankai Trog.

Deze keer, hij leidt het team voor fysieke eigendommen van de groep. Wanneer gruis - het gesteente dat tijdens het boren wordt gegenereerd - naar de oppervlakte komt, Sone's team onderzoekt hun dichtheden om veranderingen in porositeit te berekenen, het percentage lege ruimte in de rots dat is gevuld met water. De porositeit neemt doorgaans af met de diepte, maar de onderzoekers zoeken naar uitzonderingen op die trend die een hoger dan verwachte vloeistofdruk zullen aangeven. Wetenschappers hebben lang gepostuleerd dat de vloeistofdruk langs tektonische plaatinterfaces abnormaal hoog is, wat ertoe zou kunnen leiden dat een bord wegglijdt als een puck op een airhockeytafel. Maar niemand heeft die vloeistofdruk op deze diepte gemeten, zegt Son.

"Dit is een goede gelegenheid om die hypothesen te testen en theorieën te valideren of misschien sommige ervan te weerleggen, " hij zegt.

Sone zal met een helikopter teruggaan naar het boorschip Chikyu, wiens naam aarde betekent in het Japans, weer in januari 2019, terwijl Jin in februari en maart twee ploegendiensten van twee weken zal draaien. De werkdagen zijn lang aan boord van de Chikyu, met 12-uursdiensten en beperkte internettoegang.

Maar de belofte van rotskernmonsters - veel groter en nuttiger dan stekken - aan het einde is een krachtige motivator. Jin bestudeert kernen van een eerdere expeditie voor haar Ph.D. werk aan de viscoplastische eigenschappen - hoe materialen in de loop van de tijd vloeien en vervormen - in het accretionaire prisma van Nankai Trough, de verzameling gesteenten en sediment gevormd tijdens plaatsubductie.

"We proberen te zien hoe de stress zich ophoopt, " ze zegt.

Door kernen van de plaatinterface te nemen en ze langzaam te vervormen in het laboratorium, Son zegt, wetenschappers kunnen de krachten die zich opbouwen tijdens de 100 tot 400 jaar tussen de aardbevingen die tsunami's in de Nankai-trog veroorzaken, beter begrijpen.

"Het is belangrijk om te begrijpen hoe de aarde scheurt tijdens deze grote aardbevingen die binnen enkele minuten plaatsvinden, en wetenschappers richten zich daar al tientallen jaren op, ' zegt hij. 'Maar wat gebeurt er tussen de 100 jaar? Hoe accumuleert de kracht om zich voor te bereiden op de volgende aardbeving? Dat is een even zo niet meer, belangrijke vragen die we niet in de gemeenschap hebben gesteld. We willen daar een doorbraak maken om seismische gevaren over de hele wereld beter te kunnen voorspellen."