2011年3月的主要地震在日本造成了广泛的破坏,随后的海啸袭击了该国的东部海岸。现在,科学家们正深入太平洋,研究地震留下的海底悬崖。摄影:S。,Nat Geo图像
写者:罗宾
他们被压抑的黑暗笼罩着。太阳超过一千米,长期以来一直被昏暗。通过小窗户,他们可以看到海底沉积物在潜艇的大灯下闪烁。好奇的鱼迅速飞过船体。
在黑暗的海洋中谨慎前进有点像“在午夜的山路上行驶”。日本大学的地球科学家Yuto Ueda说,他是潜艇上的两名船员之一。
乌达(Ueda)和导航者克里斯(Chris)梅在黑暗中搜寻了幽闭恐惧症的船,最后,阴影中出现了一个雄伟的地质遗体:一个26米高的悬崖,是一条直插的海洋。地壳上的悬崖是由于灾难而形成的,其位置与种植场的预测完全相同。它暴露在顶部,这是现代历史上其余最严重的灾难之一的一部分。
2011年东日日地震袭击了日本的东海岸,我们面前的悬崖是灾难留下的断层悬崖。当年3月11日,在太平洋深处的焦点上发生了9.1级地震,引发了一场灾难性的海啸,袭击了日本,炸死了约20,000人,并使500,000人无家可归。
在过去的十年中,科学家通过解码地震波和深海声纳扫描对“ 3.11”地震进行了研究。但是,要详细了解海床地震的原因,我们必须完成最初似乎不可能的事情:前往日本沟渠,并亲自检查了部分断层地点的深度,深度在海上近8公里。
2022年,科学家将这种野心置于现实。他们获得了私人持有的深海潜水,即“限制因素”(DSV),据说能够带人来安全地到达受到严重影响并且无法达到五个手指的海床。
然后,深海探险家跳入日本沟渠,终于来到了突出的悬崖上。正如《地球日报》报道的那样,该团队认为悬崖是2011年地震期间高58米的大壳的顶部。
在2022年,为了研究2011年地震的灾难后果,科学家对日本沟渠进行了潜水发现,在此期间,他们在海床上拍摄了破碎的砾石。资料来源:尼加塔大学
似乎“这是使大地震发生的故障的顶级”,华盛顿大学太平洋西北地震网络中心主任哈罗德·托宾( Tobin)说,他没有参与研究。 “在这里,故障的顶部延伸到表面,推开周围的一切。研究人员将其标记并直接在现场确定。真是不可思议。”
这种令人振奋的结构是在陆地上发现的,这是深海俯冲沟渠第一次见证它。加拿大麦吉尔大学的地震学家克里斯蒂·罗( Rowe)说,这与科学界以前的任何发现不同。”罗伊也没有参与研究。
解码灾难
整个故障发生在沟渠的大面积。为了形成这种凸起,在地震期间,震中附近的断层必须移动约100米 - 在类似运动的历史上创造了最高记录,因此悬崖的突然抬起是地震灾难性海啸的原因之一。
地震的位置不足为奇。日本沟渠是一台巨大的地震机器。自1973年以来,它造成了9幅7级或以上的9次地震。沟渠如此频繁地摇晃,因为它位于俯冲带上,在俯冲带中,巨大的太平洋构造板被迫征服了微孔板以下。
即使自然,2011年地震的力量仍然令人震惊。地震发生在日本沟渠中略微向西,海面以下约29公里,造成跨越60,000平方公里的巨大断层。灾难引起的地震浪以及地震前后船舶完成的声纳映射,表明相关断层的运动达到了61米,这是不可思议的,而且这个数字略微不如最近调查中发现的结果。
托宾说:“东日本的地震显然是一场重大的分水岭,这在许多方面引发了巨大变化。”断裂行为的解密不仅对日本非常重要,而且对位于俯冲带的任何地方至关重要,并且可能有一天可能遇到海啸,包括美国西北太平洋(300年前),那里被海啸淹没了。
日本的急剧地质冲击太严重了,因此科学家希望在灾难的位置找到有关它的切实证据。托宾说:“就像地质学家在实地研究中所做的工作一样,只是它位于海底8公里。”这里的水压非常高,大多数潜水都无法正常运作,甚至可能爆炸,无人沉没的潜水也不例外。
现在,输入DSV“极限因子编号”。由美国特里顿潜艇公司()制造的,由投资者,前海军官员和水下探险家维克多·维斯科沃( )()资助,可以容纳两个人。它的潜水深度超过10公里。它是唯一可以实现这次日本战之旅的潜水物之一。
托宾说:“这是一件了不起的潜水。”
点燃深渊
2022年9月,UEDA和她的同事们在午夜时期在蓝色太平洋上将母舰深海潜水支持船“ DSSV掉落”,仔细研究了手头的地质图表和潜艇地形。他说:“我必须决定潜水应在哪里降落。” “我根据地图仔细分析地形,然后选择最有可能发现故障地面的位置。”
该地图用经典的“ X”绘制。他们准备好了。 9月4日,UEDA和导航者克里斯(Chris)可能爬上潜水“限制因素”的狭窄两人席位,然后朝着深海前进。
几个小时后,他们到达了日本沟渠的底部。乌达(Ueda)以前曾去过海洋的深处,但它从未如此之深或如此黑暗。在整个潜水中,安装在潜水的外部的视频录音机记录了所有视图,包括26米高的悬崖的外观。它在2011年地震之前不存在。
乌达说:“我在海上有很多时间 - 我不记得清楚,大约两个小时或更长时间 - 考虑我所看到的。”在重新观看了潜水视频录制后,他坚信那是所谓的断层悬崖,这是地震期间地面断层的一部分,导致高度变化。
但是这个悬崖只是凸起的外壳的顶部。为了准确测量其规格,潜水升至地面顶部,在上升过程中,借助压力传感器的帮助,计算了盆地底部和悬崖顶之间的高度差。计算结果为59米。研究数据表明,这是与2011年地震期间海底垂直位移的距离。
日本沟渠的底层上升可能是在太平洋中发生的许多巨大断层,但本节的跳跃高达14层。托宾说:“这种流离失所至少构成了海啸原因的一部分。”
深海地震
该小组估计,在地震期间,此时的故障总共滑倒了80至120米,这是先前预测的两倍。
美国康奈尔大学的地震科学家朱迪思·哈伯德( )没有参加这项研究,她说计算是合理的。但是,陆地上的重新出现非常困难,海床更加困难。从构造的角度来看,地壳的这一部分是一场纠结的噩梦。哈伯德说:“这是一个非常复杂的领域,这里正在举办大量活动。”
尽管遇到了困难,但最重要的是,“他们并没有夸大它,”托宾说。他认为,该研究提供的证据是直接,有力和简洁的。科学家们知道,2011年的突破令人惊讶地大。他说:“这一研究论点是完美无瑕的。”
关于2011年地震仍然有许多未解决的谜团。这项新研究仅涉及一个大断层的一小部分,更不用说在断层区的大冲击区域中,每个零件的性能都不同。乌达说:“我们很难想出有关整个灾难的单一观点或叙述。”
但是无论如何,新的研究为解决俯冲带中大地震的深度和其他难题树立了新的基准。罗伊说:“我认为这在技术上是不可能的,”罗伊说。 “真令人兴奋。他们就像宇航员。”
这项工作将为日本海岸带来保护益处,无疑将为其他沿海国家带来科学援助。在过去的二十年中,越来越多的海啸预警系统部署到了全球海洋上,这些海洋依赖于从海洋地震中捕获地震浪,并迅速分析它们。
但是情况有时超出了科学家的期望。可以预测海啸,但是它们的强度可能会超过或低于预测的水平,有时甚至根本没有发生。最重要的问题是:“海底的悬崖有多大? - 这是海啸的触发因素,”罗伊说。
借助这项和其他研究结果,对海啸预测模型的一些调整可能有助于在未来的地质灾难中挽救更多的生命。
Ueda说:“看到这个重要的地貌是以前从未见过的。发现它是一种荣幸。”但是在重述发现时,他补充说:“也许正是这种悬崖花了20,000人的生命。”
(翻译:绿酒)
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