ההשפעות הסייסמיות של חומר בצפיפות גבוהה בעומק הקרום בדרום־מזרח חצי האי הקוריאני

משקל מוסתר מתחת לקרום

מדוע שתי מהרעשיוֺת הגדולות ביותר שתועדו בדרום קוריאה פגעו כמעט באותה אזור בשנתיים רצופות? המחקר הזה מסתכל מעבר לרעיונות המוכרים של התנגשות לוחות ופעילות אנושית על שותף הרבה פחות גלוי: גוש סלע כבד שקבור בעומק הקרום מתחת לחצי האי הקוריאני בדרום־מזרח. באמצעות הדמיה של האופן שבו חומר צפוף זה מעקם את הקרום ומשנה את המתח על סדקים, המחברים מראים שמה שמתחבא בעשרות הקילומטרים מתחת לפני השטח יכול במתינות להכין סדקים לרעידות אדמה עוצמתיות על פני השטח.

אזור של רעידות יוצאות דופן

רעידות אדמה בגירהג'ו ב־2016 ובפוהאנג ב־2017, שתיהן בעוצמה 5.5, התרחשו בקרבת מערכת סדק יאנגסאן בדרום־מזרח קוריאה, אזור שכבר ידוע בפעילות סייסמית יחסית גבוהה. אירוע פוהאנג זכה לתשומת לב עולמית משום שקושר להזרקת נוזלים בפרויקט אנרגיה גיאותרמית, אך כמות המים שהוזרמה הייתה קטנה מדי כדי להסביר במלואה את שחרור האנרגיה הגדול של הרעידה. במקביל, מדידות כבידה באזור זה חושפות אנומליה חיובית חזקה — רמז לכך שמשהו צפוף במיוחד יושב בעומק הקרום. סקרים סייסמיים ומגנטיים קודמים הציעו נוכחות של אזור עבה של סלעים מאפיים, עשירים בברזל ומגנזיום, שייתכן שנוצר כאשר מאגמה התרבצה והתקשתה בבסיס הקרום כשהים המזרחי נפתח לפני מיליוני שנים.

גוש קבור שמעיק על הקרום

החוקרים ביקשו להבין כיצד חומר בצפיפות גבוהה זה, המתפרש כהצטברות מגמתית בתחתית הקרום, משנה את המתחים בקרום ומשפיע על סדקים חשובים. תחילה השתמשו בנתוני כבידה וסייסמיקה מפורטים כדי לבנות תמונה דו־ממדית של צפיפות הקרום מהיבשה הקוריאנית ועד הים המזרחי, ולאחר מכן המירו אותה למודל תלת־ממדי של האזור. בהדמיות שלהם, הגוף הצפוף יושב ממש מעל המפגש בין הקרום וליתוספירת השכבה העליונה של המעטפת, ועבה יותר במזרח מתחת לאזור החופי ודק יותר במערב בכיוון היבשה. מכיוון שהוא כבד יותר מהסלעים הסובבים אותו, הוא פועל כמו משקל קבור שמדחס את הקרום כלפי מטה במקום שבו הוא עבה, ובו בזמן גורם לכיפוף עדין כלפי מעלה בקרבת קצותיו.

חום, זרימה ושינויי מתחים

לחום תפקיד מכריע בסיפור הזה. מדידות על היבשה ובים מראות שדרום־מזרח קוריאה והמאגרים הסמוכים בקליפת הים חמים יותר ביחס לממוצע של חצי האי הקוריאני. סלע חם בתחתית הקרום ובחלקו העליון של המעטפת רך יותר ונוטה לזרום ביתר קלות, מה שמאפשר לגוף הצפוף לשקוע יותר ולעקם את הקרום שמעליו בעוצמה גדולה יותר. הצוות הריץ מודלים ויסקו־אלסטיים תלת־ממדיים עם טמפרטורות שונות בגבול קרום–מעטפת, מקרים יחסית קרים ועד חמים מאוד. במקרים החמים יותר השכבה הצפופה משכה את עצמה כלפי מטה ביתר מידה, מה שהגביר את השינויים במתח בקרום העליון. ממש מעל החלק המזרחי העבה התהווה מתח דחיסה נוסף; לעומת זאת לקראת שפתו המערבית הדקה נוצרו אזורי מתיחה כתוצאה מהכיפוף. הבדלי המתח האלו התמשכו כלפי מעלה לעומקים שבהם מתרחשות רעידות אדמה והשתרעו עשרות קילומטרים החוצה.

סדקים שנמצאים קרובים יותר לכישלון

כדי לראות כיצד העמסת עומק זו עשויה להשפיע על רעידות אדמה בפועל, המחברים חישבו שינויים בכמות שנקראת מתח כישלון קולומב על סדקים ממופים, כולל המישורים שהתקרסו ברעידות גירהג'ו ופוהאנג. שינויים חיוביים משמעותם שהסדק נדחף קרוב יותר להחלקה; שינויים שליליים משמעותם שהוא מוגן ויציב יותר. גם בלי הגוש הצפוף, דחיסה טקטונית מרוחקת מתנועות הלוחות כבר מעמיסה על סדקים רבים בדרום־מזרח קוריאה. עם הוספת השכבה בצפיפות גבוהה, עם זאת, נרשמה עלייה שיטתית במתח הכישלון בסדר גודל של כ־0.2 עד 1 מגה־פסקל על מישורי הרעידה בפוהאנג וגירהג'ו ועל כמה מקטעי סדקים סמוכים, במיוחד מעל החלק המזרחי העבה של הגוף. ההגברות במתח אלה היו גדולות יותר משינויים ישירים שנחזו מהזרקת הנוזלים בפוהאנג עצמה, והן התחזקו ככל שהקרום במודל היה חם וחלש יותר.

מחשבה מחודשת על הסיכון ברבעים "יציבים"

הממצא הזה מסיק כי פרוסת סלע כבדה ועמוקה מתחת לדרום־מזרח קוריאה הגבירה בשקט את המתח הרקעי על סדקים במשך זמן רב, ועוזרת להסביר מדוע אזור זה מהווה את מוקדי הרעידות המשמעותיות האחרונות במדינה. פעילויות אנושיות כמו הזרקת נוזלים עשויות עדיין לפעול כטריגר האחרון, אך רק משום שהסדקים כבר היו כמעט במצב קריטי עקב העמסה טקטונית שהוגברה על־ידי הגוף הצפוף הקבור. לתושבים באזורים שלרוב נחשבים ליציבים גאולוגית, המסר ברור: הסיכון מרעידות אדמה אינו נשלט רק על־ידי גבולות לוחות. שינויים עדינים בצפיפות הקרום, בטמפרטורה ובריאולוגיה יכולים לרכז מתחים הרחק מקצוות הלוחות, ולכן הערכות סיכון סייסמי חזקות חייבות לבחון לעומק מתחת לפני השטח, לשלב נתוני כבידה, זרימת חום ותצלומי תת־משטח מפורטים עם מודלים טקטוניים מסורתיים.

ציטוט: Kim, M., Choe, H., Cheon, Y. et al. Seismic effects of deep crustal high-density material in the southeastern Korean Peninsula. Commun Earth Environ 7, 328 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03345-x

מילות מפתח: רעידות פנים־הלוח, סכנת רעידות אדמה, הצטברות מגמטית בתחתית הקרום, מתחי קרום, חצי האי הקוריאני