Tokio jest najbardziej narażonym na katastrofy naturalne miastem na świecie. Ryzyko związane z życiem w stolicy Japonii jest aż czterokrotnie wyższe niż w znajdującym się na drugiej pozycji San Francisco – głosi raport Munich Re Group, największego na świecie towarzystwa reasekuracyjnego. Ranking ten został przygotowany w 2004 r.

Gdyby był opracowywany teraz, specjaliści zwiększyliby szacunki dotyczące stopnia ryzyka dla Tokio. Na jaw wyszły bowiem fakty świadczące o tym, że stolica Japonii leży w wyjątkowo niewdzięcznym punkcie globu: na podlegającym ogromnym naprężeniom, odłupanym fragmencie płyty tektonicznej.

Po tegorocznym marcowym trzęsieniu ziemi te napięcia się jeszcze zwiększyły. Pół godziny po głównych drganiach odnotowano wstrząsy wtórne o mocy 7,9 st. w skali Richtera w pobliżu Tokio. Dla naukowców był to sygnał ostrzegawczy.

Tektoniczny Big Mac

Od kilkudziesięciu lat w Tokio nie buduje się niczego, co nie byłoby odporne na trzęsienia ziemi. Zapory w tokijskim porcie czekają na sygnał zamknięcia w obronie przed nadciągającymi falami tsunami. Świetnie przeszkoleni mieszkańcy wiedzą, jak się zachować, gdy ziemia zaczyna drżeć im pod stopami. A drży nawet tysiąc razy w roku. Średnio raz w tygodniu mieszkańcy miasta odczuwają wyraźne wstrząsy.

Jednak te wypróbowane zabezpieczenia mogą okazać się niewystarczające, gdy nadejdzie to, czego najbardziej obawiają się naukowcy: trzęsienie ziemi porównywalne do tego, które nawiedziło Japonię 11 marca. Wtedy miało miejsce w okolicach miasta Sendai, oddalonego o 300 km od Tokio. Wiele wskazuje na to, że następna w kolejności może być stolica.

– Napięcie w okolicach Sendai zmalało, ale presja przeniosła się na dalsze odcinki uskoku, w tym w okolice Tokio – twierdzi Brian Atwater z U.S. Geological Survey (USGS), instytucji badającej aktywność sejsmiczną na Ziemi.

Naukowcy z tego ośrodka oceniają, że w ciągu najbliższych 30 lat w okolicach japońskiej stolicy z 30-procentowym prawdopodobieństwem wystąpią wstrząsy powyżej 7 st. w skali Richtera.

Kraj Kwitnącej Wiśni leży w strefie subdukcji, czyli miejscu, w którym nacierają na siebie aż cztery płyty litosfery. Struktura, w jakiej są ułożone, przypomina ogromnego Big Maca: od strony oceanu prze na Japonię płyta pacyficzna, która od spodu podchodzi pod wielkie płyty amerykańską i euroazjatycką, a także pod mniejszą filipińską znajdującą się na samej górze tej układanki. W miejscu uskoku tektonicznego – tam, gdzie płyta pacyficzna wchodzi pod inne – powstał Rów Japoński. W jego sąsiedztwie miało miejsce marcowe trzęsienie ziemi.

Teraz uwagę naukowców przykuwa okolica Tokio, położona bezpośrednio nad potrójnym złączem płyt litosfery – w miejscu, w którym płyta filipińska zderza się z pozostałymi. W regionie Kanto, w którym leży stolica Japonii, mieszka jedna czwarta populacji całego kraju, ok. 39 mln ludzi. To zarazem obszar często nawiedzany przez duże trzęsienia ziemi – ostatnio pojawiły się tam w latach 1703, 1855 i 1923. Podczas tych ostatnich wstrząsów wskutek tsunami i w pożarach życie straciło ok. 140 tys. osób. Gdyby dziś ziemia zadrżała tam z siłą powyżej 7 st., straty materialne sięgnęłyby jednego biliona dolarów. Strat w ludziach nikt nie jest w stanie przewidzieć.

A właśnie pod regionem Kanto naukowcy odkryli niedawno bardzo nietypową strukturę geologiczną: odłupany od jednej z płyt fragment skorupy o grubości 25 km i szerokości 100 km. Informacji na ten temat dostarczył trójwymiarowy model komputerowy stworzony w USGS na podstawie sygnałów sejsmicznych z 300 tys. drgań odnotowanych na tamtym obszarze.

– Wydaje się, że są to oderwane części płyty, wciśnięte pod Tokio jak tabletka, która utkwiła w gardle – tłumaczy kierujący badaniami dr Ross Stein z USGS. – Pod tym leżą jeszcze dwie warstwy płyt tektonicznych. To wszystko razem tworzy potrójne skupisko uskoków poniżej Tokio.

Blokada na dnie

Naukowców najbardziej martwi to, co się dzieje w okolicy uskoku tektonicznego na skraju płyty filipińskiej. Leży on pod wodami Zatoki Sagami, nad którą rozpościera się stolica Japonii. – Według naszych obliczeń naprężenia w okolicy uskoku Sagami w ostatnim czasie się zwiększyły – powiedział dr Stein serwisowi BBC.

Nic w tym dziwnego, skoro 11 marca jedna płyta tektoniczna wsunęła się pod drugą o 20 m, na długości aż 50 – 100 km, jak wykazały instrumenty pomiarowe na dnie morskim i pomiary GPS. W pionie przesunięcie wyniosło ok. 3 m. To musiało naruszyć kruchą strukturę uskoków tektonicznych u wybrzeży Japonii.

Co gorsza, naukowcy podejrzewają, że w skomplikowanej układance geologicznej pod Tokio istnieje jeszcze jeden element. Zastanowiła ich siła wstrząsów w okolicach Sendai, która sięgnęła 9 st., podczas gdy wcześniej prognozowano tam dwukrotnie słabsze drgania.

Przyczynę tego tłumaczy prof. Mark Simons z California Institute of Technology, autor badań opublikowanych przed dwoma tygodniami na łamach pisma „Science”. Chodzi o to, że płyta pacyficzna, która wsuwa się pod płyty północnoamerykańską i euroazjatycką, napotyka czasem przeszkody w postaci gór na oceanicznym dnie.

– Myślę, że było to coś na kształt bolca zakłócającego ruch obu płyt – uważa prof. Simons. – Obszar wokół przeszkody nadal z wolna się przesuwał, ale płyty były generalnie zablokowane w tym właśnie miejscu. To zrodziło ogromne napięcie narastające przez tysiące lat. Kiedy w końcu bolec trzasnął, uwolnił energię zdolną przesunąć granice uskoku nawet o 50 – 100 m.

Pomiary wskazują na to, że w pobliżu Tokio istnieje analogiczne napięcie, które może zostać rozładowane wstrząsami o podobnie niszczącej sile. A to oznaczałoby prawdziwą katastrofę.