2022年9月4日，新潟大學的地質學家上田隼人（Hayato Ueda）與飛行員克里斯梅（Chris May）一起踏上了潛水艇之旅，進入日本海溝的中心地帶–2011年東北大地震和海嘯的震央。他們下潛到7500 公尺深的海溝底部，在60 公尺高的山脊東側遇到了一個26 公尺高的近乎垂直的懸崖。

該垂直懸崖由沉積在日本海溝底部的軟泥組成，在2011 年特大地震中被抬升了約60 公尺。這是首次觀測到並直觀地記錄海溝型地震的斷層疤痕。資料來源：新潟大學

先前從海面上進行的水深測量顯示，該山脊之前並不存在，只是在大地震之後才出現的，其東側還伴隨斷層。因此，他和甲板上的同事得出結論，懸崖是斷層共震運動的表面表現。懸崖由未固結的軟泥組成。比懸崖更低的斜坡被大量的軟泥塊碎屑佔據，這些碎屑顯然來自懸崖。在懸崖和碎屑塊上觀察到的尖銳斷裂面和棱角分明的邊緣表明，在軟泥發生塑性流動之前，應力迅速增加，使軟泥斷裂，從而支持了懸崖的同震起源。

載具穿越斷層脊，利用聲學應答器和壓力計精確測量地形。山脊的高度和隆起量都表明，日本海溝斷層的同震滑移量高達80-120 公尺（數值取決於假定的底層斷層傾角）。

該潛水器能夠潛入世界上最深的海底11,000 米，因此被稱為”全深度潛水器”。它使研究人員能夠在大地震發生10 多年後首次接近震央地區的日本海溝海底。如果沒有使用這台潛水器進行現場觀測，就不可能發現超深海中的斷層疤痕。資料來源：新潟大學

此估計值大於先前對海溝軸線西側斜坡下斷層滑移的估計值（約65 公尺）。他們認為，海溝內斷層滑移過大的原因是太平洋俯衝板塊頂面不平整，改變了斷層的幾何形狀和穩定性，導致斷層滑移局部增強。

2011 年特大地震是日本本州島東北部（鄂霍次克板塊）與俯衝太平洋板塊之間的板塊邊界斷層斷裂和滑動造成的。地震發生後，許多大地測量和地球物理研究提出，這種共震斷層運動很可能傳播到了海溝。由於近地表斷層運動造成的地形變化是引發海嘯的主要原因之一，因此準確了解深海海溝在2011 年海溝型地震發生時的情況非常重要。然而，由於水深很深，沒有潛水器（載人或遙控潛水器）能夠進入日本海溝底部。

研究首次觀測、直觀記錄並精確測量了一次海溝型特大地震造成的海溝地形變化（包括斷層崖）。這些研究結果將有助於我們了解海溝型地震引發海嘯的成因和危害。

編譯來源：ScitechDaily