Ngoài việc Nhật Bản nằm trên vùng của ba mảng kiến tạo giao nhau, một núi lửa cổ đại ngầm dưới nước nằm trên một mảng kiến tạo, đang vươn vào lớp vỏ Trái đất có thể là nguyên nhân gây ra một số trận động đất mạnh 7 độ richter trong 100 năm qua.
Một nghiên cứu mới cho thấy một ngọn núi lửa cổ đại ngầm dưới nước nằm trên một mảng kiến tạo đang chìm ngoài khơi bờ biển Nhật Bản có thể đã gây ra một số trận động đất lớn trong hơn 100 năm qua.
Ngọn núi lửa ngầm dưới nước này đã tắt, được gọi là núi ngầm Daiichi-Kashima, nằm trên mảng kiến tạo Thái Bình Dương, cách bờ biển phía đông Nhật Bản khoảng 40 km.
Ở đó, ba mảng kiến tạo giao nhau – mảng Thái Bình Dương ở phía đông và mảng Philippine ở phía nam, cả hai đều trượt bên dưới mảng Okhotsk ở phía bắc. Đồng tác giả nghiên cứu Eunseo Choi, phó giáo sư tại Trung tâm Nghiên cứu và Thông tin Động đất của Đại học Memphis nói rằng, đường nối nằm trên một phần của mảng bắt đầu xâm nhập vào lớp phủ Trái đất từ 150.000 đến 250.000 năm trước.
Tuy nhiên, núi lửa ngầm này vẫn đủ gần bề mặt để gây ra động đất vì hiện tại nó có độ sâu chưa đến 50 km, theo Live Science. Khi một mảng kiến tạo trượt hoặc hút chìm bên dưới một mảng khác, các đường nối rải rác trên bề mặt của nó sẽ cọ sát vào đáy của mảng chồng lên nhau; nhưng một nghiên cứu năm 2008 cho thấy ma sát này quá yếu để gây ra động đất và chỉ tạo ra những chấn động rất nhỏ.
Nhưng dữ liệu mới hơn cho thấy điều ngược lại. Thông tin địa chấn được thu thập dưới đáy đại dương ở Nhật Bản cho thấy các núi lửa ngầm gặp phải lực cản rất lớn khi chúng di chuyển trên một mảng hút chìm và đôi khi bị mắc kẹt. Sungho Lee, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Memphis, cho biết: “Bản thân đường nối gần như đứng yên vì nó có lực ma sát rất mạnh”.
Khi đường nối tiến sâu vào các mảng đang chồng lên nhau, ứng suất sẽ tích tụ ở cạnh đầu của nó. Khu vực xung quanh núi lửa ngầm bị khóa và dừng lại, các nhà khoa học tạm gọi là ‘động đất treo', trong khi phần còn lại của mảng hút chìm tiếp tục đi xuống lớp phủ Trái đất.
Lee cho biết: “Ứng suất gia tăng ở rìa của núi lửa ngầm và sau một thời gian, ứng suất lan truyền và di chuyển vào trong”. Ông nói thêm, sự tích tụ này không thể tiếp tục vô tận, và sức căng cuối cùng được giải phóng khi đường nối đột nhiên tự giải phóng khỏi tấm ghi đè và giật về phía trước.
Tấm chồng lên nhau lắc theo hướng ngược lại, gây ra một loại động đất mới mà Lee và các đồng nghiệp gọi là trận ‘động đất treo’ trong nghiên cứu của họ, được công bố ngày 20 tháng 11 trên Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Lee cho biết, các trận động đất treo, có thể đạt tới cường độ lớn hơn 7 độ richter, có thể đã gây ra sóng thần. Các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu: “Sự đứt gãy của núi lửa ngầm bị hút chìm là nguồn chính đáng nhất cho những trận động đất sóng thần lớn này”.
Không rõ liệu Daiichi-Kashima có thể sớm gây ra động đất hay không. Choi cho biết: “Các trận động đất mạnh 7 độ richter xảy ra khá thường xuyên. Hồ sơ cho thấy khu vực xung quanh núi lửa ngầm này đã trải qua các trận động đất lớn cứ khoảng 20 năm một lần kể từ năm 1920. Xu hướng này đã thay đổi vào năm 2011, khi trận động đất mạnh 7,8 độ richter làm rung chuyển Nhật Bản chỉ ba năm sau trận động đất mạnh 8 độ richter vào năm 2008.
Choi nói: “Có vẻ như một trận động đất khác đã được dự đoán sẽ sớm xảy ra, nhưng trận động đất Tōhoku xảy ra vào năm 2011 đã làm gián đoạn trường ứng suất, nên có lẽ đã làm thay đổi vòng quay của đồng hồ động đất”.
Đối với các núi lửa ngầm khác nằm ngoài khơi bờ biển phía đông Nhật Bản, chúng sẽ mất ít nhất một triệu năm để tiếp cận đến vùng hút chìm và 2 triệu năm nữa để gây ra động đất, Choi nói.
