Hatalmas földrengés Japán partjainál

Hatalmas erejű, a USGS mérései alapján a Richter-skála szerinti 8.9-es földrengés pattant ki Japántól keletre, pénteken 5:46-kor (UTC). A rengés hipocentruma (kipattanásának helye) mintegy 24 km mélyen volt (tehát elég sekélyen), a szárazföldtől 130 km-re keletre. A főrengést még 39 erős utórengés követte, közülük az első 6 erősebb volt a legutóbbi új-zélendinál is, a legerősebb pedig 7.1 magnitúdójú volt. Az utórengések szinte az ország felét, a Honshu sziget északi, Hokkaido déli részét érintették, mint azt a Japán Meteorológiai Szolgálat térképe is mutatja:

Földrengések japánban. Ide kattintva az aktuális helyzet is megtekinthető.

Japán esetében nem meglepő, ha megmozdul a föld, az összes a világon kipattanó 6-os, vagy annál erősebb rengések 20 %-a itt fordul elő. Szerencsére a japánok fel is készültek erre, így jóval kevesebb áldozattal és anyagi kárral kell szembesülniük, mint a legtöbb nagyon földrengésveszélyes országnak.
Vajon mi okozta ezeket a regéseket? Japán térsége lemeztektonikailag egy konvergens zóna, ez azt jelenti, hogy itt nagy kőzetlemezek találkoznak és közelednek egymás felé. Északon az Észak-amerikai lemez és Pacifikus-lemez, délen az Eurázsiai-lemez és a Fülöp-lemez közelednek egymás felé. Mindkét esetben az utóbb említett az előbbi alá bukik, azaz szubdukál. A lenti két ábra ezt mutatja be.

A térkép Japánt és környezetét ábrázolja. A térséget alkotó négy kőzetlemezt szubdukciós zónák /mélytengeri árkok/ (kék vonal teli háromszöggel, ami a szubdukció irányába mutat) és kollíziós zónák /ahol már nincs szubdukció/ (egyszerű kék vonal, vagy üres háromszöggel, ami a feltolódások irányát mutatja) választják el egymástól. A lemezek mozgási irányát a nagy fekete nyilak mutatják. A szubdukált lemezből felszabaduló könnyenillók - főleg víz, szén-dioxid - átalakítják (metaszomatizálják) a lemez feletti földköpeny anyagát, ami így könnyebben meg tud olvadni. Ez vulkáni ívek kialakulásához vezet, ezeket a térképen piros vonalak jelölik. A japán szigetvilág kialakulása mintegy 30 millió éve kezdődött, a Japán-tenger felnyílásával, ami egy úgynevezett ív-mögötti medence. Ez azt jelenti, hogy abban az időben a Pacifikus-lemez szubdukciós frontja hátrálni kezdett (erre példát már korábban Szabolcs említett az új-zélandi események kapcsán a Hikurangi-zónánál), ami úgymond magára húzta a felül lévő Eurázsiai-lemez egy darabját (a mai nagy szigetek) és e rész mögött egy vékonyabb litoszférájú terület alakult ki: a Japán tenger. A kinyílás nagy árokrendszerek kialakulásával történt, ezt a térképen a zöld szaggatott vonallal jelült sávok mutatják. A hajnali földrengés helyét a csillag jelöli, a T-vel jeölt kör pedig Tokió.

Ez a földtani szelvény (Yamasaki és Seno, 2003 után, módosítva) mutatja az alábukási zónát a Japán-ároknál. A szelvényt a fenti térképen fekete szaggatott vonallal és egy 'd' betűvel jelöltük. Jól kivehető az ábrán, hogy a kelet felől "érkező" Pacifikus-lemez kis szögben (15-20°) bukik az Észak-amerikai lemez alá. Az alábukó lemezből felszabaduló könnyenilló anyagok által átalakított (metaszomatizált) köpenyanyag megolvadása és az így kialakuló vulkáni ív a térképpel összhangban mintegy 200 km-re az óceáni ároktól nyugatra történik. A földrengés helyét itt is csillag jelöli. A folytonos vonalak azonos hőmérsékletet jelölnek, a hidegebb vonalak "lehúzódása" mutatja a szubdukciót, hisz egy nagy vastagságú, hidegebb kőzettest (lemez) nyomul a jóval melegebb földköpenybe. A kék pontok korábbi földrengések hipocentrumait jelölik.

Adott tehát egy konvergens lemezszegély kisszögű, közepes sebességű szubdukcióval. Bár a lemezek mozgása gyakorlatilag folyamatos, mind a szubdukáló, mind a felette lévő lemez szilárd kőzetből áll. Emiatt természetesen nem tudnak egymás mellett súrlódásmentesen elhaladni. Úgy képzelhetjük el őket, mint ha két fogazott lécet csúsztatnánk el egymás mellett úgy, hogy a fogak középre néznek és még nyomjuk is őket egymáshoz. Egy darabig bírja a fog, ahol a léc megakadt, majd egyszer csak letörik és a léc kissé arrébb ugrik. Ez történt a földrengés esetében is. Az egymás felett/alatt lévő lemezek "összeakaszkodtak" és mivel a Pacifikus lemez csak egyre nyomul nyugatra, nőttön nőtt a feszültség. Ma hajnalara már akkora lett, hogy a fogak nem bírták tovább, egyszerre egy jó nagyot "ugrott" a lemez. Ez az ugrás volt a földrengés. Minél több ideje gyűlik a feszültség, annál nagyobb lesz a földrengés. A maihoz hasonló rengés évente egy-kettő van legfeljebb az egész Földön! A hirtelen elmozdulás a földrengés erejéből becsülve 500 km hosszan érintette az alábukás zónáját! Ez nem azt jelenti, hogy ennyit mozdult el, hanem hogy ilyen hosszan "törtek le a fogak a lécről", tehát ekkora zónában mozdult hirtelen egymáshoz képest a két kőzettest. Az utórengések javarészt újabb hasonló elmozdulásokból fakadnak. Egy részük azonban jóval távolabb a nagy rengés epicentrumától pattan ki. Ezek olyan törésvonalakhoz kapcsolhatók, melyek mentén már elég nagy feszültség felhalmozódott az egymás melletti kőzettestek között és a nagy hajnali rengés már csak a végső lökés volt ahhoz, hogy ezek a feszültségek is feloldódjanak egy rengésben.
Mivel a rengés a tenger alatt, a szárazföldtől viszonylag távol pattant ki, ezért ott nem igazán okozott kárt. Ellenben sekély mélysége, nagy energiája és tenger alatti epicentruma miatt rendkívül erős cunamit indított útnak. A tengerben a rengés keltette hullámok óránként 800 km-es sebességgel haladnak. A nyílt vízen többnyire semmilyen problémát nem jelentenek, a hajókról akár észre sem veszik. A gond akkor van, ha sekélyebb területre - tehát a partra - érkeznek. Ott feltorlódnak, így a hullámok magassága a nyílt vízi 1-2 méterhez képest akár meg is tízszereződhet. Japán partjainál 10 m magas hullámot is megfigyeltek. A feltorlódást valahogy így lehet elképzelni:





A földrengést követő cunami az egész Csendes-óceánon végigsöpör, az alábbi ábra órákban mutatja, hogy hova mikor ér a hullám.