Землетрясение магнитудой 9,0 у побережья Японии в 2011 году могло вызвать необычное смещение отдельных участков страны на восток. По данным GPS, оно составило от 5 до 6 мм. Ученые связали этот эффект с сейсмической волной, которая достигла границы мантии и жидкого внешнего ядра Земли, а затем вернулась к поверхности.
Волна прошла около 2900 км до границы между мантией и ядром, отразилась и вновь пришла в Японию. Ее сигнал, обозначаемый как ScS, зафиксировала японская сеть спутниковых наблюдений GEONET, а его амплитуда была заметна даже в Китае. Исследование опубликовано в журнале Science.
Землетрясение Тохоку произошло из-за резкого смещения Тихоокеанской плиты под плиту, на которой находится север Японии. Оно вызвало разрушительное цунами и породило мощные сейсмические колебания, распространившиеся по всей планете. Это событие остается одним из наиболее подробно изученных природных катаклизмов.
Обычно после прохождения сейсмической волны земная поверхность возвращается в прежнее положение. Однако исследователи обнаружили, что некоторые японские GPS-станции сохранили небольшое восточное смещение. Проверка данных показала, что эффект не исчез после устранения возможных ошибок обработки и не объяснялся подводным оползнем или основным разрывом во время землетрясения.
Моделирование показало, что отраженная поперечная волна могла вызвать слабое скольжение по границе двух тектонических плит. Такое движение охватило большую территорию, но составило лишь от миллиметров до сантиметров, поэтому дополнительная тряска оказалась незначительной. По оценке авторов, суммарно при этом могло высвободиться количество энергии, сопоставимое с землетрясением магнитудой 7,5.
Ученые считают, что вернувшаяся волна могла стать дополнительным импульсом для участков разлома, уже находившихся под сильным напряжением после основного толчка. Если вывод подтвердится последующими наблюдениями, это станет первым известным случаем, когда скольжение по разлому было вызвано волной, отраженной от границы ядра и мантии. Авторы отмечают, что подобный механизм следует учитывать при оценке сейсмической опасности даже через десятки минут после сильного землетрясения.