Tsunamigena felstrukturer avslöjade i rupturområdet för Noto-jordbävningen 2024 (M7.6)

Varför detta är viktigt för kustsamhällen

På nyårsdagen 2024 skickade en kraftig jordbävning utanför Japans Notohalvö tsunamivågor som slog in över närliggande stränder. Många frågade samma sak: exakt vilken dold spricka i jordskorpan lyfte havsbotten och pressade havet mot land? Denna studie använder detaljerad akustisk avbildning av havsbotten och datorsimuleringar av vågor för att identifiera de undervattensförkastningar som mest sannolikt skapade tsunamin och ger ledtrådar som kan förbättra framtida riskbedömningar för kustområden.

Närmare titt under Japanhavet

Östra kanten av Japanhavet har en lång historia av kraftiga jordbävningar, eftersom gamla sprickor i skorpan har blivit ihoppressade och återaktiverade. Runt Notohalvön hade mindre skalv byggts upp sedan 2018 och intensifierades kraftigt i slutet av 2020, för att kulminera i ett magnitud 7,6-besked i januari 2024. Forskare kände till det allmänna rupturområdet från efterskalv och satellitmätningar, och en tsunamienkät fann vågor upp till ungefär 5 meter höga längs delar av kusten. Men den exakta offshore-förkastningen som rörde sig, och hur dess form påverkade tsunamins storlek, var inte tydligt känd eftersom tidigare undersökningar använde relativt lågupplöst data.

Avbildning av ett band av bruten berggrund på havsbotten

I mars 2024 använde forskare ett forskningsfartyg för att bogsera en rad undervattensmikrofoner och sända kontrollerade ljudpulser in i skorpan. Genom att spela in ekon och omvandla restider till djup byggde de skarpa tvärsektioner av de grunda havsbottenlagren. Dessa seismiska reflektionsbilder visade en slående konstruktion: ett band 2,5 till 3,8 kilometer brett och cirka 30 kilometer långt där berggrunden är starkt bruten, veckad och upptryckt. Teamet kallar detta band en stor deformationszon. Det ligger inom huvudrupturområdet för 2024-års jordbävning och har bildats ovanför en kraftigt lutande reverstör som skjuter upp mot havsbotten, med flera mindre sidofel som förgrenar sig och når nära havsbotten.

Aktiva förkastningar som glidit och förkastningar som förblev tysta

Inom den stora deformationszonen lutar huvudförkastningen brant mot sydost och verkar vara den grunda förlängningen av en djupare, svagt böjd förkastning som faktiskt glidit under skalvet. De förgrenande förkastningarna och tillhörande "pop up"-strukturer indikerar att delar av skorpan där också förskjuts åt sidan, inte bara upp och ner. De seismiska profilerna och havsbottenformen visar långsiktig upplyftning och erosion i detta område, i linje med nyare mätningar som fann upp till cirka 3 meters havsbottenhöjning 2024. Forskarna avbildade också andra offshore-förkastningar längre norrut som lutar i motsatt riktning och tydligt skär havsbotten och bildar höga undervattensbranter. Dessa förkastningar verkar geologiskt aktiva, men bevisen tyder på att de glidit mycket lite under 2024-års händelse och bidrog endast svagt, om alls, till tsunamin.

Test av vilka förkastningar som ger störst vågor

För att koppla dessa strukturer till verkliga vågor vid kusten matade teamet in sina kartlagda förkastningsformer i en tsunamimodell. De varierade hur mycket olika förkastningssegment glidit och jämförde de beräknade kustområdesvåghöjderna med fältmätningar av översvämningar längs Honshu och närliggande öar. Bästa överensstämmelsen kom från modeller där huvudförkastningarna som lutar mot sydost i den stora deformationszonen rörde sig med cirka 6 till 7 meter, medan de mer nordliga förkastningarna som lutar mot nordväst rörde sig högst omkring 1 meter. Denna mängd glid på huvudförkastningen offshore producerar naturligt en havsbottenlyftning i överensstämmelse med den observerade 3-metershöjningen och reproducerar uppmätta tsunamihöjder runt Noto-kusten mycket bättre än tidigare modeller som använde enklare förkastningsformer och mindre glid.

Vad detta betyder för framtida tsunamirisk

För icke-specialister är huvudbudskapet att inte alla närliggande förkastningar är lika när det gäller tsunamifara. Detta arbete visar att ett relativt smalt band av bruten berggrund offshore Notohalvön, beläget ovanför en brant lutande förkastning som böjer sig med djupet, var den mest effektiva tsunamiskaparen 2024. Andra förkastningar i regionen förblir aktiva och kan utgöra en framtida jordbävningsrisk, men de spelade ingen större roll i just denna tsunami. Genom att binda detaljerad havsbottenavbildning till realistiska vågsimuleringar ger studien en klarare bild av vilka dolda strukturer under Japanhavet som sannolikt lyfter havsbotten och skickar vatten mot kusten vid framtida stora jordbävningar.

Citering: 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

Nyckelord: Noto-jordbävningen, tsunami-generering, submarina förkastningar, havsbottenlyftning, Japanhavet