Mentre le reazioni metamorfiche nelle lastre in subduzione liberano grandi quantità di fluidi, terremoti a bassa frequenza (LFE) si verificano in gran parte sotto l'impermeabile, piastra sovrastante non metamorfosata, e si trovano raramente sotto placche metamorfosate. Gli scienziati del Tokyo Institute of Technology e della Tohoku University suggeriscono che le condizioni non drenate sono un fattore chiave nella generazione di LFE, considerando che le condizioni ben drenate riducono le pressioni del fluido poroso al megathrust e inibiscono gli LFE e i tremori associati.

Nella zona di subduzione di Nankai, Giappone, i tremori profondi non vulcanici si verificano al di sotto della zona sismogena megathrust, e si osserva che coincidono temporalmente con eventi a scorrimento lento a breve termine (SSE). Si verificano entro un intervallo di profondità limitato da 30 a 35 km su una lunghezza di circa 700 km, associata alla subduzione della placca marina filippina. Poiché gli LFE coincidono spazialmente con l'attività del tremore, le loro posizioni fungono da proxy per l'attività del tremore. Ci sono due distinte lacune nell'attività LFE a Kii Gap e Ise Gap, mentre c'è un'attività LFE limitata o assente sotto Kanto e Kyushu alle estensioni della zona di attività LFE (Fig. 1). Junichi Nakajima del Tokyo Institute of Technology e Akira Hasegawa della Tohoku University hanno esaminato le proprietà sismiche di Nankai, comprese le aree in cui sono presenti e assenti gli LFE, nel tentativo di chiarire i fattori che controllano la generazione di LFE.

Le velocità dell'onda P (dVp) e dell'onda S (dVs) osservate mostrano la presenza di anomalie a bassa velocità nella placca sovrastante a Kanto, Ise Gap, Kii Gap, e Kyushu, dove l'attività LFE è limitata o assente. Gli LFE non si verificano sul megathrust dove dVp e dV sono inferiori a circa -4%, suggerendo un cambiamento sistematico delle velocità sismiche nella placca sovrastante tra aree con e senza attività LFE. Esiste una correlazione spaziale tra le posizioni LFE e la velocità sismica, attenuazione, e anomalie dell'anisotropia. Un'ipotesi che potrebbe spiegare la variazione delle proprietà sismiche lungo la banda LFE è la variazione longitudinale del grado di metamorfismo progrado sopra il megathrust che è proporzionale alla velocità di perdita di fluido dalla piastra in subduzione nella piastra sovrastante. In particolare, grandi quantità di fluido vengono liberate dalla crosta in subduzione a profondità comprese tra 30 e 60 km.

Le variazioni dell'impatto lungo le proprietà sismiche suggeriscono che la placca sovrastante è meno metamorfosata nelle aree con attività LFE, ed è significativamente metamorfosato in aree di attività LFE limitata o assente. Questa anti-correlazione tra LFE e metamorfismo è probabilmente causata dalla variazione longitudinale delle condizioni idrologiche nella placca sovrastante. Una piastra sovrastante impermeabile limita i fluidi al megathrust, mentre i fluidi fuoriescono dal megathrust se la piastra sovrastante è permeabile. Le condizioni non drenate al megathrust elevano le pressioni dei fluidi interstiziali a valori quasi litostatici, abbassare la resistenza al taglio del megathrust sufficientemente per facilitare gli LFE, e determinano un basso grado di metamorfismo nella placca sovrastante (Fig. 2a). In contrasto, in aree di limitata attività LFE, i fluidi migrano e trasformano la placca permeabile sovrastante, riducendo le pressioni dei fluidi interstiziali al megathrust, che non è più abbastanza debole da generare LFE (Fig. 2b).

Il gran numero di terremoti crostali nel Kii Gap e Ise Gap suggerisce che l'attività LFE e la sismicità nella placca sovrastante sono anti-correlati, riflettendo in gran parte l'entità del flusso di fluido dal megathrust. Gli scienziati hanno concluso che un megathrust ben drenato consente ai fluidi di migrare nella piastra sovrastante, inibendo l'attività LFE al megathrust, ma facilitando la sismicità superficiale a causa della ridotta resistenza al taglio delle faglie crostali.