Слой скользкой глины, оказавшийся в ультратонкой зоне тектонического разлома, усилил разрушительную силу японского землетрясения Тохоку в 2011 году. Катаклизм был настолько велик, что навсегда изменил гравитационное поле региона и был "услышан" даже в космосе.

В регионе, где произошло землетрясение, Тихоокеанская плита накрывается Североамериканской плитой. В 2011 году она резко переместилась вперед на 50 метров и поднялась почти на 10 метров, вызвав сильнейшее землетрясение и цунами.

Чтобы узнать, как могло произойти столь масштабное скольжение, международная команда сейсмологов отправилась в экспедицию на борту глубоководного научно-исследовательского судна Тикю (Chikyū). В проекте приняли участие 27 учёных из 10 стран. Исследователи пробурили морское дно вокруг границы пластины и провели измерение и исследование температуры грунта в трёх скважинах глубиной в 844 метра.

Результаты, опубликованные на этой неделе, показали значительное присутствие смектитов – скользких глинистых минералов, ответственных за множество крупных оползней в Европе. Измерения температуры подтвердили, что коэффициент трения составлял всего 0,1, что облегчило смещение плиты. По утверждению Джеймса Мори (James Mori) из Исследовательского института по предотвращению бедствий при Киотском университете, у большинства пород коэффициент трения составляет 0,5 или 0,6.

Учёные также установили, что толщина зоны разломов составила около 5 метров, то есть была в десятки раз меньше, чем в других зонах субдукции.

"Одной из главных наших задач было попытаться объяснить такое обширное скольжение, которое никогда прежде не наблюдалось в результате землетрясения, – говорит Мори. – Кажется, что зоны субдукции в особенно тонких местах разломов с большим количеством смектитов могут производить скольжение более 50 метров, что может привести к обширным цунами".

Есть предположения, что подобный тип глинистых минералов может способствовать и другим глобальным катаклизмам. Например, подобные отложения характерны для всей северо-западной части Тихоокеанской плиты (от Алеутских островов до Камчатки).

Скольжение во время землетрясения Тохоку было настолько ощутимым, что инфразвуковые волны, сгенерированные в результате землетрясения, распространились более чем на 200 километров по атмосфере. Это явление было замечено даже спутником Европейского космического агентства GOCE.

С помощью чувствительных приборов GOCE замерялись изменения в гравитационном поле Земли, на которое могут влиять форма ландшафта и земной коры. Исследователи из немецкого геодезического научно-исследовательского института в Мюнхене (Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut) и технологического университета Делфта (Delft University of Technology) обнародовали данные GOCE, демонстрирующие, что землетрясение 2011 года вызвало изменения в местном гравитационном поле. Даже спустя три года после катаклизма, "шрам" в гравитационном поле всё ещё сохраняется, что подтверждает необратимые разрушительные последствия землетрясения.