Φανταστείτε να προσπαθείτε να περάσετε μια κλωστή μέσα από το μάτι μιας βελόνας, ενώ βρίσκεστε στην κορυφή ενός ουρανοξύστη και η βελόνα είναι στο έδαφος, υπό την επήρεια ισχυρών ανέμων. Κάπως έτσι περιγράφουν οι μηχανικοί το εγχείρημα που ολοκλήρωσε πρόσφατα το ιαπωνικό επιστημονικό σκάφος Chikyu. Σε μια αποστολή που θυμίζει περισσότερο διαστημική εξερεύνηση παρά γεωλογική έρευνα, η Ιαπωνία κατάφερε να φτάσει εκεί που κανείς δεν είχε τολμήσει: στην «καρδιά» του ρήγματος που προκάλεσε την καταστροφή του 2011.
Αυτή η αποστολή δεν αποτελεί μόνο ένα τεχνικό επίτευγμα, αλλά και την πρώτη ουσιαστική προσπάθεια της ανθρωπότητας να κατανοήσει τη μηχανική των μεγα-σεισμών (megathrust earthquakes) απευθείας από την πηγή τους. Μια ανακάλυψη που μπορεί να αλλάξει τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε και προετοιμαζόμαστε για σεισμούς στο μέλλον.
Το μυστήριο του 2011 και η «ρηχή ολίσθηση»
Για πάνω από μια δεκαετία, η επιστημονική κοινότητα αναζητούσε μια απάντηση στο ερώτημα: Πώς ο σεισμός του Τοχόκου, που μετρήθηκε 9 Ρίχτερ, προκάλεσε ένα τόσο καταστροφικό τσουνάμι; Η απάντηση μπορεί να βρίσκεται στη «ρηχή ολίσθηση», η οποία ανατρέπει τα κλασικά μοντέλα που εκτιμούν την τριβή μεταξύ των τεκτονικών πλακών. Αντί να φρενάρει τη μετατόπιση, το 2011 ο πυθμένας μετακινήθηκε βίαια προς τα ανατολικά κατά περίπου 50 μέτρα, εκτοπίζοντας τεράστιες ποσότητες νερού.
Το πλοίο-γεωτρύπανο Chikyu (που σημαίνει «Γη» στα ιαπωνικά) ανέλαβε τη λύση αυτού του γρίφου μέσω του προγράμματος JTRACK (Japan Trench Fast Drilling Project). Στόχος του ήταν να τρυπήσει τον φλοιό της Γης στο ακριβές σημείο της καταστροφής, ελπίζοντας να προσφέρει νέα δεδομένα για την κατανόηση των σεισμών.
Ένα Ρεκόρ Γκίνες στα βάθη του ωκεανού
Το Chikyu, ένα πλωτό εργαστήριο μήκους 210 μέτρων, τα ταξίδεψε πάνω από την Τάφρο της Ιαπωνίας, όπου το βάθος της θάλασσας φτάνει τα 7 χιλιόμετρα. Καθώς οι μηχανικοί προχώρησαν με το τρυπάνι, διέσπασαν περισσότερα από 800 μέτρα συμπαγούς πετρώματος κάτω από τον βυθό.
Το συνολικό μήκος της γεώτρησης ανήλθε στα 7.906 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας, κερδίζοντας ένα Ρεκόρ Γκίνες για τη βαθύτερη επιστημονική γεώτρηση στην ιστορία. Ωστόσο, το ρεκόρ δεν ήταν παρά ένα μέσο προς τον σκοπό. Το πραγματικό έπαθλο ήταν τα δείγματα πετρωμάτων (πυρήνες) που ανασύρθηκαν από τη ζώνη του ρήγματος.
Τι έκρυβε το ρήγμα
Τα ευρήματα της ανάλυσης των δειγμάτων ήταν αποκαλυπτικά. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η ζώνη του ρήγματος αποτελείται από εξαιρετικά λεπτόκοκκη άργιλο, ο οποίος, υπό την τεράστια πίεση της τεκτονικής κίνησης, αποκτά παράδοξες ιδιότητες: γίνεται εξαιρετικά ολισθηρός.
Αυτό εξηγεί γιατί η ενέργεια του σεισμού δεν απελευθερώθηκε σταδιακά, αλλά με βίαιο τρόπο, επιτρέποντας στις πλάκες να γλιστρήσουν ανεμπόδιστα σε μεγάλες αποστάσεις. Η γεώτρηση αποκάλυψε μάλιστα ότι η τεκτονική τάση (stress) στην περιοχή ήταν μικρότερη από την προβλεπόμενη, ενισχύοντας την υπόθεση ότι το ρήγμα είχε εκτονώσει σχεδόν όλη την ενέργειά του κατά τη διάρκεια του σεισμού του 2011.
Επιπλέον, το πλήρωμα εγκατέστησε μόνιμους αισθητήρες εντός της οπής της γεώτρησης, δημιουργώντας ένα υποθαλάσσιο παρατηρητήριο που θα στέλνει δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τη θερμοκρασία και την πίεση των ρευστών μέσα στο ρήγμα, λειτουργώντας ως ένα προηγμένο σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης.
Γιατί μας αφορά όλους
Η σημασία της αποστολής του Chikyu υπερβαίνει τα σύνορα της Ιαπωνίας. Παρόμοιες γεωλογικές δομές υπάρχουν σε διάφορες περιοχές του κόσμου, όπως στη ζώνη καταβύθισης Cascadia στις δυτικές ακτές των ΗΠΑ και του Καναδά, αλλά και σε περιοχές της Μεσογείου. Η διεθνής επιστημονική συνεργασία είναι κρίσιμη για την κατανόηση της σεισμικής δραστηριότητας στον πλανήτη μας.
Μέσω της κατανόησης της «ρηχής ολίσθησης», οι επιστήμονες είναι σε θέση να αναγνωρίσουν ποιες άλλες περιοχές ενδέχεται να διατρέχουν κίνδυνο για παρόμοια καταστροφικά τσουνάμι, ακόμα και αν δεν έχουν ιστορικά καταγραφές τέτοιων φαινομένων.
Η επιτυχία του Chikyu αποδεικνύει ότι η τεχνολογία μας επιτρέπει πλέον να αναλύσουμε το «δέρμα» του πλανήτη. Αν και δεν μπορούμε να σταματήσουμε τους σεισμούς, με την αποκωδικοποίηση του DNA των ρηγμάτων μπορούμε να θωρακιστούμε καλύτερα έναντι της αναπόφευκτης οργής της φύσης. Η Ιαπωνία έκανε ένα γιγαντιαίο βήμα προς αυτή την κατεύθυνση, μετατρέποντας μια εθνική τραγωδία σε γνώση που αφορά ολόκληρη την ανθρωπότητα.
