'S Werelds krachtigste aardbevingen treffen subductiezones, gebieden waar enorme hoeveelheden spanning worden opgebouwd als de ene tektonische plaat onder de andere duikt. Wanneer plotseling losgelaten, deze stress kan verwoestende "megabevingen" veroorzaken, zoals de 2011 Mw 9.0 Tohoku-gebeurtenis, die bijna 16 doden, 000 mensen en verlamde de Japanse kerncentrale Fukushima Dai-ichi. Nu is een studie gepubliceerd in Geologie suggereert dat sedimenten bovenop de neergaande plaat een sleutelrol kunnen spelen bij het bepalen van de omvang en locatie van deze catastrofale gebeurtenissen.

In deze nieuw gepubliceerde studie een team onder leiding van Gou Fujie, een senior wetenschapper bij het Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, gebruikte een drietal geofysische methoden om de zinkende sedimenten in de noordoostelijke boog van Japan in beeld te brengen, waar de Tohoku-gebeurtenis plaatsvond. De bevindingen suggereren dat variaties die worden veroorzaakt door vulkanisch gesteente dat in deze sedimenten is binnengedrongen, de aard van aardbevingen in subductiezones aanzienlijk kunnen beïnvloeden.

"Onze beeldvorming laat zien dat de enorme hoeveelheid slip die plaatsvond tijdens de Tohoku-aardbeving in 2011 stopte in een gebied met dunne sedimenten die net beginnen te zinken, ", zegt Fujie. "Deze resultaten geven aan dat door lokale sedimentlagen te verstoren, vulkanische activiteit die plaatsvond vóór subductie kan de grootte en de verdeling van aardbevingen tussen platen beïnvloeden nadat de lagen zijn onderworpen."

Onderzoekers begonnen voor het eerst te vermoeden dat variaties in zinkende sedimenten van invloed zouden kunnen zijn op megabevingen na de Tohoku-gebeurtenis van 2011, toen internationale boringen in de noordoostelijke boog van Japan aantoonden dat enorme hoeveelheden slip tijdens de aardbeving plaatsvonden in een gladde, kleirijke laag die zich in de subductieve sedimenten bevindt. Om de aard van de neergaande plaat in deze regio beter te begrijpen, Het team van Fujie combineerde verschillende beeldvormingstechnieken om een ​​duidelijker beeld te krijgen van de onderzeese bodemstructuur.

De onderzoekers ontdekten dat er zijn wat Fujie 'opmerkelijke regionale variaties' noemt in de sedimenten bovenop de neergaande plaat, zelfs waar de topografie van de zeebodem vlak lijkt te zijn. Er zijn plaatsen, hij zegt, waar de sedimentlaag extreem dun lijkt te zijn vanwege de aanwezigheid van een oude lavastroom of ander vulkanisch gesteente. Deze vulkanische inbraken hebben zwaar verstoord, en op plaatsen thermisch gemetamorfoseerd, de kleilaag waarin veel van de seismische slip plaatsvond.

Omdat het type vulkanisme dat sedimentverdunning veroorzaakte in de noordoostelijke Japanse boog ook in veel gebieden is gevonden, zegt Fujie, het onderzoek suggereert dat dergelijke uitdunning alomtegenwoordig is - en dat dit soort vulkanische activiteit ook andere seismische gebeurtenissen heeft beïnvloed. "Regionale variaties in sedimenten bovenop dalende oceanische platen lijken een sterke invloed te hebben op verwoestende aardbevingen in subductiezones, " concludeert hij.