زيادة ضغط السوائل الواسعة في منطقة الزلازل البطيئة الضحلة في خندق نانكاي قبالة موروته المرسومة بسرعة موجة P عالية الدقة

قوى خفية تحت قاع البحر

على طول الساحل الجنوبي لليابان يخزن أحد أكثر مناطق الزلازل مراقبة في العالم المياه تحت ضغوط هائلة بهدوء. في خندق نانكاي، بعض الزلازل تنفجر بعنف، بينما تزحف أخرى ببطء على مدى أيام أو أسابيع. تزيل هذه الدراسة الغطاء عن قاع البحر قبالة كيب موروته لتكشف كيف قد تساهم السوائل المدفونة بعمق وتحت ضغوط عالية في توضيح مكان وسبب حدوث هذه «الزلازل البطيئة» غير العادية — وماذا قد يعني ذلك لحدوث هزات وكوارث مائية كبيرة مستقبلية.

منطقة تصادم نشطة قبالة سواحل اليابان

خندق نانكاي هو خندق بحري عملاق حيث يغوص صفح محيطي تحت اليابان. هذه العملية، المسماة الغوص التكتوني، تبني طبقة سميكة من الرواسب والصخور على الصفيحة المتراكبة وتغذي زلازل كبيرة. قبالة موروته، تمتد منطقة حدوث الزلازل البطيئة على أعماق ضحلة، ضمن حوالي 10 كيلومترات من السطح. يشتبه العلماء في أن السوائل المعصورة من الرواسب تلعب دورًا رئيسيًا في كيفية انزلاق الصخور — أحيانًا بسلاسة وصمت، وأحيانًا في هزات مدمرة.

الاستماع للموجات لرسم خريطة المياه المدفونة

للاطلاع على ما يحدث على بعد كيلومترات تحت قاع البحر، استخدم المؤلفون صورة مفصلة لسرعة تحرك الموجات الزلزالية عبر القشرة. تتحرك موجات الضغط (P-waves) أبطأ خلال الرواسب الأكثر ليونة والمشبعة بالسوائل، وأسرع عبر الصخور الصلبة والمضغوطة. عبر تطبيق صيغ مخبرية تربط سرعة الموجة بمسامية الصخور والإجهاد، حول الفريق خريطة سرعات الموجات إلى تقديرات لمدى تحمل السوائل لجزء من وزن الصخور الفوقية بدلاً من الحبيبات الصخرية نفسها. أسفر ذلك عن خريطة عالية الدقة لمقدار يسمى نسبة ضغط المسام، والتي تُظهر إلى أي مدى تقترب السوائل من دعم الوزن الكامل للصخور أعلاه.

نطاقات واسعة من الرواسب ذات الضغط المرتفع

تكشف النتائج عن منطقة واسعة، تمتد من الصدع البحري الرئيسي (الصدع الأمامي) إلى نحو 60 كيلومترًا باتجاه اليابسة وإلى عمق حوالي 8 كيلومترات، حيث الضغوط السائلة مرتفعة على مساحة كبيرة. ضمن هذه المنطقة، تستضيف الرواسب المندفعة أقرب إلى الخندق «بقعًا» متناثرة حيث الضغوط مرتفعة بشكل خاص، تتصرف كطبقات مائية مضغوطة تتطابق مع ملاحظات الحفر السابقة لتدفق طين غير متوقع. وأعمق تحت الجزء الداخلي للهامش، يصطف حزام مستمر من الضغط العالي للغاية مع طبقة من الرواسب التي نُحتت من قاع البحر ولُحِمت على الصفيحة المتراكبة — مادة يُعتقد أنها غنية برواسب الخندق الحاملة للماء التي سُحبت إلى الأسفل.

التلال البركانية البحرية، الصدوع، والزلازل البطيئة

بالقرب من ذلك، يتم جر عدة تلال بركانية بحرية غارقة، أو هضاب بحرية، إلى داخل منطقة الغوص. اقترحت أعمال سابقة أنه عندما تجتاح هذه الهضاب الهامش، فإنها تضغط الرواسب الغنية بالمياه الموجودة تحت الطبقات وتزيد الضغوط السائلة على جانبها الداخلي نحو اليابسة. تدعم خريطة الضغط الكمية الجديدة هذه الصورة: فمناطق الضغط العالي تتزامن مع الطبقة المندفعة ومع مناطق سُجلت فيها زلازل بطيئة ونشأت فيها نوازل باردة نادرة على قاع البحر. وتشير الخطوط الرأسية للضغط العالي على طول الصدوع الانزلاقية إلى أن هذه الشقوق تعمل كقنوات تسمح بصعود السوائل. في كثير من الأماكن، يقترب الضغط من ظروف تصبح فيها الصخور ضعيفة للغاية، ما يخلق بيئات مثالية للانزلاق البطيء والزحف بدلاً من الانكسار السريع.

ما الذي يعنيه هذا بالنسبة للزلازل المستقبلية

لغير المتخصصين، الخلاصة الأساسية هي أن الماء تحت ضغط عالٍ جدًا ليس تفصيلاً هامشيًا بل سمة واسعة الانتشار في منطقة الغوص الضحلة في نانكاي قبالة موروته. تُظهر الدراسة أن جزءًا كبيرًا من المنطقة التي تحدث فيها الزلازل البطيئة مضغوط فوق طاقته، وأن توزيع هذا الضغط يتشكل بواسطة التلال الغارقة المدفوعة إلى الداخل، وطبقات الرواسب المندفعة، وشبكات الصدوع التي تعمل كأنابيب. تساعد هذه النتائج على تفسير لماذا ينزلق جزء من الصدع ببطء وقد يعمل أحيانًا كحاجز أو بوابة لحدوث انكسارات أكبر. ينبغي أن تحسن خرائط أفضل لهذا النظام السائل الخفي فهمنا لكيفية وأماكن بدء الزلازل الكبيرة والتسونامي في المستقبل، وكيف تتناسب أحداث الانزلاق البطيء الدقيقة مع دورة الزلازل الأوسع.

الاستشهاد: Flores, P.C.M., Kodaira, S., Shiraishi, K. et al. Extensive fluid overpressure in the shallow slow earthquake zone of Nankai Trough off Muroto mapped with high-resolution P-wave velocity. Sci Rep 16, 7636 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38308-x

الكلمات المفتاحية: خندق نانكاي, الزلازل البطيئة, زيادة ضغط السوائل, منطقة الغوص التكتونية, غمر التلال البركانية البحرية