Fig. 1. (A) Distribución de 382 estaciones sísmicas utilizadas en este estudio. Las pelotas de playa rojas y rosadas denotan los mecanismos focales del terremoto de Tohoku-oki de 2011 (Mw 9.0) y otros terremotos de megathrust (Mw ≥ 7.0) durante 1917 - 2017, respectivamente. La línea blanca marca el límite descendente de la sismicidad entre placas. Las líneas discontinuas amarillas indican los contornos de profundidad del límite superior de la placa del Pacífico en subducción. (B) Configuración tectónica de la región de estudio (cuadro azul). Líneas negras en dientes de sierra:trincheras oceánicas. Crédito:Dapeng Zhao
Investigadores del Departamento de Geofísica de la Universidad de Tohoku han estado estudiando el gran terremoto de Tohoku-oki que ocurrió el 11 de marzo de 2011, al este de la isla japonesa de Honshu (Fig. 1).
El terremoto, que registró con una magnitud de momento (Mw) de 9.0, fue el terremoto más poderoso jamás registrado en Japón, y el cuarto terremoto más poderoso del mundo desde que se comenzaron a llevar registros modernos en 1900. Desencadenó poderosas olas de tsunami que causaron más de 18, 000 bajas. El tsunami provocó accidentes nucleares en la central nuclear de Fukushima Daiichi, y las evacuaciones posteriores afectaron a cientos de miles de residentes. Este terremoto ha despertado un gran interés entre los investigadores, porque pocos expertos esperaban que ocurriera un terremoto tan grande en esa área.
En el noreste de Japón (Tohoku), la placa del Pacífico se subduce hacia el noroeste debajo de la placa de Okhotsk, causando el terremoto de Tohoku-oki de 2011. La subducción es un proceso en el que una de las placas tectónicas de la Tierra se hunde debajo de otra. Hasta la fecha, muchos investigadores han investigado el mecanismo causal del terremoto de Tohoku-oki, y ha surgido una pregunta clave:¿Qué placa controló este gran terremoto? ¿La placa superior de Okhotsk o la placa inferior del Pacífico? Ha habido resultados contradictorios, porque la estructura detallada en y alrededor de la zona de origen aún no está clara.
Fig. 2. Secciones transversales verticales este-oeste de la tomografía Vp (izquierda) y las caricaturas correspondientes (derecha) a lo largo de tres perfiles (A) frente a la prefectura de Iwate, (B) frente a la prefectura de Miyagi, y (C) frente a la prefectura de Fukushima. La topografía residual normalizada (línea azul) y la gravedad (línea verde) se muestran encima de cada sección transversal. Los colores rojo y azul indican perturbaciones de Vp bajas y altas, respectivamente, cuya escala se muestra al lado de (A). Las líneas blancas en negrita y discontinuas indican el límite superior de la placa del Pacífico en subducción y la discontinuidad de Moho, respectivamente. La estrella roja:el terremoto de Tohoku-oki de 2011 (Mw 9.0). Las estrellas negras y amarillas denotan otros terremotos megathrust (Mw 7.0 ~ 8.0) durante 1917-2017 y terremotos de muy baja frecuencia (VLFE) dentro de un ancho de 40 km de cada perfil, respectivamente. El triángulo inverso:la Fosa de Japón. En los paneles de la derecha, el rojo, las líneas verdes y azules denotan bajo, anomalías de Vp normal y alto en la parte superior de la placa del Pacífico en subducción, respectivamente. HF:alta frecuencia. Crédito:Dapeng Zhao
El equipo de la Universidad de Tohoku, compuesto por Dapeng Zhao y Xin Liu (ahora en Ocean University of China), aplicó un método de tomografía sísmica a más de 144, 000 datos de tiempo de llegada de la onda P registrados por la densa red sísmica japonesa (Fig. 1) para determinar una tomografía de alta resolución debajo de la región de Tohoku-oki (Fig. 2). También utilizaron datos de gravedad y topografía del fondo marino para restringir la estructura de la zona de origen.
La tomografía sísmica es una herramienta eficaz para investigar la estructura tridimensional (3-D) del interior de la Tierra, en particular, para aclarar la estructura detallada de grandes áreas de origen de terremotos. Usando este método, el equipo recibió imágenes claras en 3-D de la zona de origen de Tohoku-oki (Fig.2), y mostró que el terremoto de Tohoku-oki de 2011 se produjo en un área con alta velocidad sísmica en la zona de megaflujo de Tohoku. Esta área de alta velocidad refleja un parche mecánicamente fuerte (duro) que fue responsable del terremoto de Tohoku-oki de 2011. Este parche duro resulta tanto de batolitos graníticos en la placa predominante de Okhotsk como de rocas duras encima de la placa del Pacífico en subducción (Fig. 2).
Estos resultados indican que las anomalías estructurales en y alrededor de la megathrust de Tohoku se originan tanto en la placa superior de Okhotsk como en la placa inferior del Pacífico. que controló los procesos de generación y ruptura del terremoto de Tohoku-oki de 2011. Este gran terremoto fue causado por la colisión de rocas más duras en las placas superior e inferior. Este trabajo arroja nueva luz sobre el mecanismo causal de los mega terremotos. También sugiere que la ubicación de un futuro gran terremoto puede identificarse investigando la estructura detallada de la zona de megaacusión.
