Aardbevingen en vulkanen in subductiezones kunnen grote menselijke rampen veroorzaken. Eerdere studies over de structuur van subductiezones en causale mechanismen van gigantische megathrust-aardbevingen (M ≥ 9.0) waren voornamelijk gericht op aspecten zoals subductieplaten en plaatinterfaces.

In tegenstelling tot, de oceanische asthenosfeerstructuur onder de subductieplaat (op een diepte van 100-250 km) en de invloed ervan op de nucleatie van gigantische megathrust-aardbevingen zijn niet goed bestudeerd.

Onlangs, Dr. Fan Jianke van het Instituut voor Oceanologie van de Chinese Academie van Wetenschappen (IOCAS) en Prof. Zhao Dapeng van de Tohoku Universiteit richtten hun aandacht op dit probleem door de oceanische asthenosfeerstructuur te onderzoeken van zes subductiezones waar gigantische aardbevingen hebben plaatsgevonden.

Hun bevindingen werden gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen op 26 april.

De onderzoekers gebruikten P-golf tomografische inversies en stelden bijgewerkte tomografische modellen samen. De tomografische beelden onthullen duidelijk subslab lage snelheid (trage) anomalieën onder de onderarmgebieden in de zes subductiezones.

"De hypocentra van gigantische aardbevingen bevinden zich over het algemeen boven de randen van de langzame anomalieën of boven de openingen ertussen. Grote coseismische afwijkingen van de gigantische aardbevingen komen voornamelijk voor boven openingen tussen de langzame anomalieën, "zei dr. Fan.

De opwaartse kracht van een langzame anomalie van een onderplaat kan de schuifspanning tussen de platen verhogen door de normale spanning tussen de platen te vergroten. Schuifspanning tussen platen verhoogt de kritische spanningsdrempel voor breuk, en de kritische schuifspanning boven de langzame afwijking is iets kleiner dan die boven de langzame afwijking.

Echter, kritische schuifspanning is nog steeds groot genoeg en relatief gemakkelijker te bereiken. Als zodanig, het kan een gigantische megathrust-aardbeving veroorzaken boven de langzame anomaliekloof, die voornamelijk wordt gecontroleerd door structurele heterogeniteit op en rond de plaatinterface.

In aanvulling, de opwaartse kracht van de langzame anomalie kan een morfologische reactie van de zinkende plaat veroorzaken, waardoor de schuifspanning op de plaatinterface toeneemt. Thermische geleiding of thermomechanische erosie van de langzame anomalie kan resulteren in transformatie van de interface-reologie van wrijvings- naar viskeuze afschuiving.

Deze transformatie kan gedeeltelijk het optreden van slow-slip aardbevingen boven langzame anomalieën verklaren. Het slow-slip gebied kan de voortplanting van breuken belemmeren en de gastheer naslip van een gigantische megathrust-aardbeving.

"Het is noodzakelijk om seismische tomografie uit te voeren om meer gedetailleerde asthenosferische structuren onder een subducterende plaat te onderzoeken, die de potentiële locatie van een toekomstige gigantische megathrust-aardbeving kan lokaliseren, "zei dr. Fan.