רעידת אדמה מסיבית בטוהוקו שלחה גל סיסמי שהזיז את כל יפן
במרץ 2011, רעידת האדמה בעוצמה 9 טוהוקו פקדה מול החוף הצפון מזרחי של הונשו, יפן. רעידות קרקע אלימות נמשכו כשש דקות וגרמו לצונאמי אדיר, בסופו של דבר הֶרֶג יותר מ-18,000 איש.
אבל 15 דקות אחרי ההלם העיקרי, משהו מוזר קרה. חוקרים בראשות Sunyoung Park, עוזר פרופסור במחלקה למדעי הגיאופיזיקה באוניברסיטת שיקגו, בחנו את תיעוד ה-GPS של רעידת האדמה בטוהוקו כשהבחינו בהזזה קרקעית מזרחה של עד 6 מילימטרים ברחבי יפן כולה.
"היינו די מבולבלים כי בדרך כלל רואים את אותות ההיסט האלה כשיש רעידת אדמה, אבל לא הייתה רעידת אדמה ידועה התואמת לתזמון הזה", אמר פארק לגיזמודו. מה שהיה גם יוצא דופן, היא אמרה, היה שהשינוי התרחש באופן אחיד על פני כל המדינה בבת אחת והתרחש בגבולות צלחות מרובים.
במחקר פורסם היום בכתב העת Science, פארק ועמיתיה ניתחו את השינוי הזה והציעו לו הסבר אפשרי. הממצאים שלהם מצביעים על כך שרעידת האדמה בטוהוקו יצרה גל סיסמי עצום שעבר עמוק מתחת לאדמה, ניתז מליבה של כדור הארץ וחזר לפני השטח 13 דקות לאחר ההלם העיקרי, מה שגרם לכל המדינה לעבור מזרחה לכיוון תעלת יפן. למיטב ידיעתם, זוהי התצפית הידועה הראשונה באירוע סיסמי המופעל על ידי גל מסוג זה.
מגלה תזוזה סיסמית
כאשר רעידות אדמה מכות, הן יוצרות גלים סיסמיים המקרינים החוצה לכל הכיוונים מהמוקד. רעידות קרקע נובעות בעיקר מגלי שטח, אבל רעידות אדמה מייצרות גם גלי ScS שצוללים מתחת לפני השטח, משתקפים מליבת כדור הארץ ואז עולים בחזרה אל פני השטח.
כאשר גלי ScS נעים עמוק יותר לתוך פנים כדור הארץ, הם מאבדים אנרגיה. זה יכול להסביר מדוע חוקרים לא ראו סוג זה של אות לפני כן – גלים אלה מתנפצים בדרך כלל לפני שהם חוזרים אל פני השטח, הסביר פארק. אבל רעידת האדמה בטוהוקו הייתה כל כך חזקה שגל ה-ScS שלה שרד את המסע הלוך-חזור של 3,600 מייל (5,800 ק"מ) למטה לליבה של כדור הארץ ובחזרה. כאשר הוא חזר, סביר להניח שהוא עדיין שמר על מספיק אנרגיה כדי להפעיל מחדש את גבול הלוח הטקטוני ולגרום לתזוזה מזרחה.
פארק ועמיתיה שקלו גם אם המעבר יכול היה לנבוע ישירות מההלם העיקרי עצמו. לדוגמה, רעידת האדמה יכולה הייתה להמשיך ולשחרר אנרגיה במשך זמן רב יותר ממה שחשבו בעבר או לגרום למפולת צוללת שהפעילה את המעבר. עם זאת, האפשרויות הללו יכולות להסביר רק תנועה מזרחה ליד אזור ההלם הראשי, לא על פני כל יפן, אמר פארק. יתרה מכך, גל ScS זוהה בבירור בתחנות ברחבי יפן, ואחריו התזוזה מזרחה.
סכנת רעידת אדמה חדשה מתגלה
הממצאים משנים את ההבנה שלנו לגבי סכנות גדולות של רעידות אדמה. הרבה אחרי שהרעידות נפסקות, גלי ScS יכולים לחזור אל פני השטח ולעורר אירוע סיסמי נוסף, שעלול להוביל לזעזועים קבועים יותר או קרעים נוספים במקומות אחרים, הסביר פארק.
"זה משהו שבעצם לא ידענו עליו קודם," היא אמרה.
מדידת ההשפעה של גל ScS זה על פני כל יפן כבר מעידה על כך שלגלים אלה יכולה להיות השפעה מרחיקת לכת, אך המחקר הוגבל בשל מחסור בנתוני GPS מהחוף. ייתכן שהשינוי לכיוון מזרח התרחב מעבר לכל אורכה של יפן, אמר פארק. היא ועמיתיה גם סקרנים האם סוג זה של אירוע התרחש באזורי הפחתה אחרים, כמו תקלת סן אנדראס במערב ארה"ב, אך זמינות הנתונים עלולה להגביל את המחקרים גם שם.
אי אפשר לדעת מתי תתרחש רעידת האדמה הגדולה הבאה, אבל הבנה מעמיקה יותר של התהליכים והסכנות שלהן יכולה לשפר את המוכנות. 15 שנים מאוחר יותר, סייסמולוגים עדיין לומדים מרעידת האדמה בטוהוקו. התובנות שלהם יכולות לסייע במניעת טרגדיה דומה ביפן ובחלקים פעילים סיסמיים אחרים בעולם.