לחץ נוזלים נרחב באזור הרעידות האיטיות הרדודות של תעלת נאנקאי מול מuroto שמופה בעזרת מהירות גל-פיז ברזולוציה גבוהה

כוחות נסתרים מתחת לקרקעית הים

לאורך חוף דרום יפן, אחד מאזורי הרעידות הנעקבים ביותר בעיניי העולם מאחסן בשקט מים תחת לחץ עצום. בתעלת נאנקאי, חלק מהרעידות פורצות באלימות, בעוד אחרות זוחלות בעדינות לאורך ימים או שבועות. המחקר הזה חושף את קרקעית הים מול קייפ מורוטו כדי להראות כיצד נוזלים שקועים עמוקות ותחת לחץ גבוה עשויים להסביר היכן ולמה מתרחשות אותן "רעידות איטיות" יוצאות דופן — ומה המשמעות האפשרית לכך לרעידות גדולות ולצונאמי בעתיד.

אזור התנגשות פעיל מול חופי יפן

תעלת נאנקאי היא תעלה תת־מימית עצומה שבה לוח אוקייני טובל מתחת ליפן. תהליך זה, שנקרא צלילת לוח (subduction), בונה תל שליליות של משקעים וסלע על הלוח השולט ומזין רעידות אדמה משמעותיות. מול מורוטו, האזור שבו מתרחשות רעידות איטיות נמצא בעומקים רדודים, בכ־10 קילומטרים מהמשטח. מדענים משערים שנוזלים הנלחצים החוצה מהמשקעים משחקים תפקיד מרכזי באופן שבו הסלעים מחליקים — לפעמים חלק ושקט, ולפעמים בזעזועים הרסניים.

להקשיב לגלים כדי למפות מים קבורים

כדי לראות מה קורה קילומטרים מתחת לקרקעית הים, החוקרים השתמשו בדימות מפורט של מהירות התקדמות גל־רעידות דרך הקרום. גלירי P""" (P-waves) נעים לאט יותר דרך משקעים רכים וממלאי נוזלים ומהירים יותר דרך סלעים קשיחים ודחוסים. על ידי יישום נוסחאות מבוססות מעבדה שמקשרות בין מהירות גל, נקבוביות הסלע ומתח, הקבוצה תרגמה את מפת מהירויות הגלים לאומדנים של כמה ממשקל הסלעים העיליים נישא על ידי נוזלים כלואים במקום על ידי הגרעינים עצמם. כך נוצרה מפת רזולוציה גבוהה של כמות הנקראת יחס לחץ נקבובתי, שמראה כמה קרובות הנוזלים לתמוך במשקל המלא של הסלעים שמעליהם.

אזורים נרחבים של משקעים בלחץ יתר

התוצאות מגלות אזור רחב, המתפרש מהשבר הימי הראשי (התפר הקדמי) עד לכ־60 קילומטרים לכיוון היבשה ולעומק של כ־8 קילומטרים, שבו לחצי הנוזלים גבוהים על פני שטח נרחב. בתוך אזור זה, המשקעים הנשכבים מתחת לגדה הקרובה לתעלת הים מכילים "כתמים" מפוזרים שבהם הלחצים גבוהים במיוחד, ומתנהגים כמו אקוויפרים בלחץ יתר שתואמים תצפיות קידוח קודמות של זרימת בוץ בלתי צפויה. עמוק יותר מתחת לחלק הפנימי של הגדה, חגורת לחץ גבוהה רציפה מסתדרת עם שכבת משקעים שנגרפה מקרקעית הים והודבקה ללוח השולט — חומר שנחשב עשיר במשקעים מאגנים מים שנגררו מטה.

גבעות-ים, שברים ורעידות איטיות

בקרבה, מספר גבעות וולקניות טבועות, או גבעות-ים, נגררות לתוך אזור הצלילה. עבודות קודמות הציעו שכאשר גבעות-ים אלה חודרות לשול השולי, הן סוחטות את המשקעים העשירים במים שהודבקו מתחת ומעלות את לחצי הנוזלים בצידן הקרקעי. מפה כמותית חדשה של הלחץ תומכת בתמונה זו: אזורים בלחץ גבוה חופפים לשכבת ההודבקה ולמקומות שבהם נרשמו רעידות איטיות ונביעות קשות נדירות בקרקעית הים. פסי לחץ אנכיים לאורך שברי ההדחה מרמזים שהשברים האלה משמשים כמוליכים, ומאפשרים לנוזלים לעלות. במקומות רבים הלחץ מתקרב לתנאים שבהם הסלעים הופכים לחלשים מאוד, ויוצרים תנאים אידיאליים להחלקות איטיות וזוחלות במקום לקריעה מהירה.

מה זה אומר לגבי רעידות אדמה עתידיות

לדבריי הלא־מומחים, המסקנה המרכזית היא שמים תחת לחץ גבוה מאוד הם לא פרט שוליים אלא תכונה נפוצה באזור הצלילה הרדוד של נאנקאי מול מורוטו. המחקר מראה שרוב האזור שבו מתרחשות רעידות איטיות נמצא בלחץ יתר, ושפיזור הלחץ מעוצב על ידי גבעות-ים שצללו, שכבות משקעי־הודבקה ורשתות שברים המתפקדות כמו צנרת. ממצאים אלה מסבירים מדוע חלקים מסוימים של השבר מחליקים באיטיות ועשויים לפעמים לשמש כמכשולים או שערים לפריצות גדולות יותר. מפות טובות יותר של מערכת הנוזלים הנסתרת הזו צפויות לשפר את ההבנה שלנו לגבי איך והיכן עשויות להתחיל רעידות אדמה וצונאמי גדולים בעתיד, וכיצד אירועי החלקה איטית משתלבים במחזור הרעידות הרחב יותר.

ציטוט: 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

מילות מפתח: תעלת נאנקאי, רעידות אדמה איטיות, לחץ נוזלים יתר, אזור טשטוש וצלילה של לוח טקטוני, צליחת גבעות-ים