科学家发现海底大地震影响海沟地形变化的直接证据
2022年9月4日，新潟大学的地质学家上田隼人（Hayato Ueda）与飞行员克里斯-梅（Chris May）一起踏上了潜艇之旅，进入日本海沟的中心地带--2011年东北大地震和海啸的震中。他们下潜到 7500 米深的海沟底部，在 60 米高的山脊东侧遇到了一个 26 米高的近乎垂直的悬崖。
该垂直悬崖由沉积在日本海沟底部的软泥组成，在 2011 年特大地震中被抬升了约 60 米。这是首次观测到并直观记录海沟型地震的断层疤痕。资料来源：新潟大学
之前从海面上进行的水深测量显示，该山脊之前并不存在，只是在大地震之后才出现的，其东侧还伴有断层。因此，他和甲板上的同事得出结论，悬崖是断层共震运动的表面表现。悬崖由未固结的软泥组成。比悬崖更低的斜坡被大量的软泥块碎屑占据，这些碎屑显然来自悬崖。在悬崖和碎屑块上观察到的尖锐断裂面和棱角分明的边缘表明，在软泥发生塑性流动之前，应力迅速增加，使软泥断裂，从而支持了悬崖的同震起源。
载具穿越断层脊，利用声学应答器和压力计精确测量地形。山脊的高度和隆起量都表明，日本海沟断层的同震滑移量高达 80-120 米（数值取决于假定的底层断层倾角）。
该潜水器能够潜入世界上最深的海底 11,000 米，因此被称为"全深度潜水器"。它使研究人员能够在大地震发生 10 多年后首次接近震中地区的日本海沟海底。如果没有使用这台潜水器进行现场观测，就不可能发现超深海中的断层疤痕。资料来源：新潟大学
这一估计值大于之前对海沟轴线西侧斜坡下断层滑移的估计值（约 65 米）。他们认为，海沟内断层滑移过大的原因是太平洋俯冲板块顶面不平整，改变了断层的几何形状和稳定性，导致断层滑移局部增强。
2011 年特大地震是日本本州岛东北部（鄂霍次克板块）与俯冲太平洋板块之间的板块边界断层断裂和滑动造成的。地震发生后，许多大地测量和地球物理研究提出，这种共震断层运动很可能传播到了海沟。由于近地表断层运动造成的地形变化是引发海啸的主要原因之一，因此准确了解深海海沟在 2011 年海沟型地震发生时的情况非常重要。然而，由于水深很深，没有潜水器（载人或遥控潜水器）能够进入日本海沟底部。
该研究首次观测、直观记录并精确测量了一次海沟型特大地震造成的海沟地形变化（包括断层崖）。这些研究结果将有助于我们了解海沟型地震引发海啸的成因和危害。
编译来源：ScitechDaily
