В точке, где сходятся две тектонические плиты, может образоваться область, известная как зона субдукции, где одна из плит проходит поверх другой. Скалы не скользят друг по другу легко, и движение тектонических плит может быть заблокировано по всей длине таких зон взаимодействия на периоды, превышающие тысячу лет.
Этот «дефицит скольжения» приводит к накоплению энергии, которая резко выделяется во время землетрясений.Теория, господствовавшая в течение многих лет, предполагала, что мегаземлетрясения в основном происходили в зонах субдукции, где плиты сходились быстро, и те, где субдуцирующая плита была относительно молодой. Однако мегаземлетрясения Суматра-Андаман в 2004 г. и Тохоку-Оки в 2011 г., вызвавшие смертельные цунами, противоречат этой теории: в первом случае скорость движения плит относительно низкая (от 3 до 4 см в год). а во втором — Тихоокеанской плите, которая погружается под Японию, более 120 миллионов лет. Возник новый вопрос: могут ли все зоны субдукции вызывать мегаземлетрясения?
В этом новом исследовании исследователи изучили еще один параметр: геометрию зоны субдукции. Сравнивая степень кривизны погружающихся плит при сильных исторических землетрясениях, они обнаружили, что максимальная сила землетрясений, зарегистрированных в каждой зоне субдукции, была обратно пропорциональна степени кривизны разлома. Другими словами, чем более плоский контакт между двумя плитами, тем больше вероятность возникновения мегаземлетрясений.
Землетрясения происходят, когда энергия, накопленная в результате дефицита скольжения, превышает определенный порог. Исследователи показали, что чем больше кривизна разлома субдукции, тем сильнее изменяется этот порог вдоль зоны субдукции.
Неоднородный порог вызывает более частые землетрясения, но они влияют на меньшую пространственную область и, следовательно, имеют меньшую магнитуду. Напротив, однородный порог разрыва над большой частью разлома имеет больше шансов привести к одновременному разрыву всей заблокированной зоны и, следовательно, больше шансов вызвать мега-землетрясение.
Как следствие, зоны субдукции, такие как Филиппины, Саломоновы острова или Вануату, вряд ли будут вызывать мегаземлетрясения. Однако другие страны, такие как Перу, Ява или Мексика, которые не видели очень сильных землетрясений за последние 200–300 лет, по-видимому, обладают всеми необходимыми характеристиками для мегаземлетрясений в будущем.