Esplorazione del fondo marino del Giappone
Il 4 settembre 2022, Hayato Ueda, geologo dell’Università di Niigata, ha intrapreso un viaggio sottomarino insieme al pilota Chris May nel cuore della Fossa del Giappone, l’epicentro del catastrofico terremoto e tsunami di Tohoku-oki del 2011. Scendendo fino al fondo della fossa a una profondità di 7.500 metri, hanno incontrato una scogliera quasi verticale alta 26 metri sul lato orientale di una cresta alta 60 metri.
Le precedenti indagini batimetriche dalla superficie del mare hanno rivelato che la cresta non esisteva prima e è apparsa subito dopo il mega terremoto, accompagnata da una faglia sul suo fianco orientale. Lui e i suoi colleghi scienziati a bordo hanno quindi concluso che la scogliera era un’espressione superficiale di un movimento cosismico della faglia. La scogliera era composta da fango morbido non consolidato. Il pendio inferiore rispetto alla scogliera era occupato da abbondanti detriti degli stessi blocchi di fango morbido, che ovviamente provenivano dalla scogliera. Le superfici di frattura osservate e gli spigoli altamente angolari, sia sulla scogliera che sui blocchi di detriti, implicano un aumento molto rapido dello stress che ha fratturato i fanghi morbidi prima che fluissero plasticamente, supportando così un’origine cosismica della scogliera.
Osservazioni dettagliate
Il veicolo ha attraversato la cresta lungo la faglia misurando con precisione la topografia utilizzando un trasponditore acustico e un manometro. L’altezza e il volume sollevato della cresta suggeriscono entrambi uno scorrimento cosismico della faglia grande quanto 80-120 metri (il valore dipende dall’angolo di inclinazione assunto della faglia sottostante) nella Fossa del Giappone.
Questa stima è maggiore rispetto allo scorrimento della faglia precedentemente stimato (~65 metri) sotto il pendio a ovest dell’asse della fossa. Hanno attribuito l’eccesso di scorrimento della faglia nella fossa al miglioramento locale dovuto alla superficie irregolare della placca subdotta del Pacifico, che ha modificato la geometria e la stabilità della faglia.
Impatto geologico e generazione di tsunami
Il mega terremoto del 2011 è risultato dalla rottura e dallo scorrimento della faglia al confine delle placche tra l’isola di Honshu nel nord-est del Giappone (placca di Okhotsk) e la placca subdotta del Pacifico. Dopo il terremoto, molti studi geodetici e geofisici hanno proposto che questo movimento cosismico della faglia si sia probabilmente propagato fino alla fossa. Poiché il cambiamento topografico causato dal movimento della faglia vicino alla superficie è una delle principali cause degli tsunami, è importante sapere con precisione cosa è accaduto nella fossa marina profonda quando si verifica un terremoto di tipo fossa come l’evento del 2011. Tuttavia, a causa delle grandi profondità, nessun veicolo sommergibile (né con equipaggio né operato a distanza) era stato in grado di accedere al fondo della Fossa del Giappone.
Questo studio è stato la prima volta che si è osservato, registrato visivamente e misurato con precisione il cambiamento topografico (inclusa la scogliera della faglia) nella fossa causato da un singolo evento di mega terremoto di tipo fossa. Ha verificato che lo scorrimento della faglia si è sicuramente propagato in superficie durante l’evento del 2011 e ha dedotto che l’entità dello scorrimento era localmente grande almeno 100 metri. Questi risultati dovrebbero contribuire alla nostra comprensione della genesi e dei pericoli degli tsunami innescati da terremoti di tipo fossa.
Lo studio è stato finanziato dal Consiglio Europeo della Ricerca, dalla Fondazione Nazionale Danese per la Ricerca e dalla Società Giapponese per la Promozione della Scienza.