Точная картина событий, ставших причиной землетрясения в Японии 11 марта 2011 года, восстановлена японскими учеными с помощью данных спутниковой системы GPS. Мощное землетрясение, произошедшее в Японии 11 марта 2011 года, ставшее причиной гибели более 15 тысяч человек и вызвавшее аварию на АЭС «Фукусима», продолжает оставаться предметом исследования геофизиков. Известно, что это землетрясение произошло в Японском жёлобе — глубоководной океанической впадине, где более тяжёлая океаническая Тихоокеанская плита погружается под материковую Охотскую плиту, над которой располагается часть Евразийского континента и некоторые Японские острова. По мере погружения океанической плиты в земную мантию в Японском жёлобе в течение сотен лет накапливалось напряжение, которое привело к столь мощному землетрясению, как 11 марта 2011 года.
Для того чтобы восстановить точную картину произошедшего, учеными были собраны и проанализированы сейсмические данные со всего мира, с помощью спутниковых наблюдений оценены движения земной коры, а также собраны данные о цунами, получаемые станциями на буях в океане. Работы сразу трех научных групп, посвященные исследованиям на эту тему, были опубликованы в Science в мае.
Теперь же свои результаты в новом номере журнала Nature представили японские ученые из Института геопространственной информации. В своей работе они использовали данные, полученные с помощью спутниковой системы навигации GPS (Global Positioning System). Самое мощное зафиксированное человечеством землетрясение произошло в 1960 году в Чили и имело магнитуду 9,5. Такая мощность была вызвана во многом тем, что причиной землетрясения стал разлом литосферной плиты, длина которого превышала 1000 км. В случае землетрясения, которое произошло 11 марта 2011 года, речь идет о разломе длиной «всего» 400 км. Зато высвобождение энергии произошло близко от поверхности Земли — менее чем в 20 км ниже дна океана.
В работах, опубликованных в Science, говорилось, что в среднем смещение литосферных плит в зоне субдукции в результате землетрясения составило 50—60 метров. Японские ученые в своей статье в Nature сообщают, что подъем дна океана в результате землетрясения составил 27 метров. Такой перепад высот и вызвал столь разрушительное цунами, которое последовало за землетрясением. Как показано в работе, 15 лет назад по данным GPS можно было установить медленное накопление деформации в результате движения Тихоокеанской плиты.
Однако предположить, что через несколько лет это напряжение высвободится в виде столь сильного землетрясения, было невозможно. Впору было ожидать не одного мощного землетрясения, а нескольких менее значительных сейсмических событий, которые не смогли бы нанести серьезного ущерба. Такое мнение о разломе основывалось на нескольких столетиях наблюдений: в этой зоне наблюдались землетрясения магнитудой лишь 7—8, и происходили они раз в несколько десятилетий.
Хотя профессор Университета штата Вашингтон Джоанн Буржуа в своей лекции в «Газете.Ru» рассказывала о работе японских коллег, вышедшей в 2007 году. В той публикации с вероятностью 99% в предстоящие 30 лет в районе Сэндай, где и произошло землетрясение 11 марта 2011 года, было предсказано землетрясение магнитудой больше 8,2. Как показали японские ученые, GPS можно и нужно использовать для наблюдений за движением литосферных плит и построения модели с целью более точного прогноза сейсмической активности. Такие наблюдения очень нужны: главный вывод работы состоит в том, что поскольку от Японского жёлоба не ожидали землетрясения магнитудой 9, а оно произошло, то нельзя исключать, что подобное может произойти в других сейсмически активных местах.