Struktury uskoków wywołujących tsunami ujawnione w obszarze pęknięcia trzęsienia ziemi Noto 2024 (M7.6)

Dlaczego to ma znaczenie dla społeczności przybrzeżnych

Pierwszego dnia Nowego Roku 2024 silne trzęsienie ziemi u wybrzeży Półwyspu Noto w Japonii wygenerowało fale tsunami, które uderzyły w pobliskie brzegi. Wiele osób zadało to samo pytanie: która dokładnie ukryta szczelina w skorupie ziemskiej uniosła dno morskie i popchnęła wodę ku lądowi? W tym badaniu wykorzystano szczegółowe akustyczne obrazowanie dna morskiego oraz symulacje komputerowe fal, aby zidentyfikować podwodne struktury uskokowe, które najprawdopodobniej wygenerowały tsunami, co daje wskazówki przydatne do poprawy przyszłych ocen zagrożeń dla regionów przybrzeżnych.

Bliższe spojrzenie pod Morze Japońskie

Wschodnia krawędź Morza Japońskiego od dawna notuje silne trzęsienia ziemi, ponieważ stare pęknięcia skorupy były ściskane i aktywowane na nowo. Wokół Półwyspu Noto niewielkie wstrząsy narastały od 2018 roku i nasiliły się gwałtownie pod koniec 2020 roku, kulminując wydarzeniem o magnitudzie 7,6 w styczniu 2024. Naukowcy znali ogólny obszar pęknięcia dzięki wstrząsom wtórnym i pomiarom satelitarnym, a badanie tsunami wykazało fale do około 5 metrów wysokości wzdłuż części wybrzeża. Dokładny podmorski uskok, który się przesunął, i sposób, w jaki jego geometria wpłynęła na wielkość tsunami, nie były jednak jasno znane, ponieważ wcześniejsze badania korzystały z danych o stosunkowo niskiej rozdzielczości.

Obrazowanie pasa połamanych skał na dnie morskim

W marcu 2024 roku badacze użyli statku badawczego do rozwleczenia ciągu podwodnych mikrofonów i wysłania kontrolowanych impulsów dźwiękowych w głąb skorupy. Rejestrując echa i przeliczając czasy przelotu na głębokość, zbudowali ostre przekroje płytkich warstw dna morskiego. Te obrazy refleksyjne sejsmiczne ujawniły uderzający element: pasmo o szerokości 2,5 do 3,8 kilometrów i długości około 30 kilometrów, gdzie skały są silnie rozdrobnione, fałdowane i wypchnięte ku górze. Zespół nazywa to pasmo dużą strefą deformacji. Leży ono w obrębie głównego obszaru pęknięcia trzęsienia z 2024 roku i utworzyło się nad stromym, odwrotnym uskokiem nachylonym ku górze pod dnem morskim, z kilkoma mniejszymi bocznymi uskokami rozgałęziającymi się i sięgającymi blisko powierzchni dna.

Uskoki aktywne, które się przesunęły, i te, które pozostały względnie ciche

W obrębie dużej strefy deformacji główny uskok nachyla się stromo ku południowemu wschodowi i wydaje się być płytkim przedłużeniem głębszego, łagodnie zakrzywionego uskoku, który faktycznie przesunął się podczas trzęsienia. Rozgałęzione uskoki i związane ze nimi struktury „podniesień” wskazują, że części skorupy przesuwały się także na boki, nie tylko w górę i w dół. Profile sejsmiczne i kształt dna morskiego pokazują długoterminowe podnoszenie i erozję w tym obszarze, co odpowiada ostatnim pomiarom wykazującym do około 3 metrów podniesienia dna w 2024 roku. Badacze zobrazowali też inne podmorskie uskoki dalej na północ, które nachylają się w przeciwnym kierunku i wyraźnie przecinają dno morskie, tworząc wysokie podwodne urwiska. Uskoki te wydają się geologicznie aktywne, lecz dowody sugerują, że podczas zdarzenia w 2024 roku przesunęły się bardzo niewiele i przyczyniły się do tsunami słabo, jeśli w ogóle.

Testowanie, które uskoki generują największe fale

Aby powiązać te struktury z rzeczywistymi falami przy brzegu, zespół wprowadził zmapowane kształty uskoków do modelu komputerowego tsunami. Zmieniali, o ile przesunęły się różne segmenty uskoków, i porównywali obliczone wysokości fal przybrzeżnych z polowymi pomiarami zalania na Honsiu i pobliskich wyspach. Najlepsze dopasowanie uzyskano dla modeli, w których główne uskoki nachylone ku południowemu wschodowi w dużej strefie deformacji przesunęły się o około 6 do 7 metrów, podczas gdy bardziej północne uskoki nachylone ku północnemu zachodowi przesunęły się co najwyżej o około 1 metr. Taka wielkość przesunięcia na głównym podmorskim uskok urealistycznia podniesienie dna morskiego zgodne z zaobserwowanym wzrostem około 3 metrów i znacznie lepiej odtwarza zmierzone wysokości tsunami wokół wybrzeża Noto niż wcześniejsze modele, które używały prostszych kształtów uskoków i mniejszych przesunięć.

Co to oznacza dla przyszłego ryzyka tsunami

Dla osób niebędących specjalistami kluczowy przekaz jest taki, że nie wszystkie pobliskie uskoki są sobie równe pod względem niebezpieczeństwa tsunami. Praca ta pokazuje, że relatywnie wąskie pasmo połamanych skał u wybrzeży Półwyspu Noto, leżące nad stromym uskoku zakrzywiającym się z głębokością, było w 2024 roku najskuteczniejszym generatorem tsunami. Inne uskoki w regionie pozostają aktywne i mogą stanowić przyszłe zagrożenie trzęsieniami, ale nie odegrały znaczącej roli w tym konkretnym tsunami. Łącząc szczegółowe obrazowanie dna morskiego z realistycznymi symulacjami fal, badanie dostarcza jaśniejszego obrazu, które ukryte struktury pod Morzem Japońskim najprawdopodobniej uniosą dno morskie i prześlą wodę ku brzegowi podczas przyszłych dużych trzęsień ziemi.

Cytowanie: Park, JO., Mohammadigheymasi, H., Yamaguchi, A. et al. Tsunamigenic fault structures revealed in the 2024 Noto earthquake (M7.6) rupture area. Sci Rep 16, 12046 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-48075-4

Słowa kluczowe: trzęsienie ziemi Noto, powstawanie tsunami, uskoki podmorskie, podniesienie dna morskiego, Morze Japońskie