Ricercatori del Dipartimento di Geofisica dell'Università di Tohoku, hanno studiato il terremoto profondo avvenuto il 30 maggio, 2015, a ovest delle isole Bonin del Giappone.

Il terremoto, che ha registrato a circa 670 km di profondità con magnitudo momento (Mw) di 7,9 (Fig. 1), è stato l'evento sismico globale più profondo mai registrato con M ≥ 7,8. È stato anche un evento isolato localizzato oltre 100 km più in profondità rispetto alle principali zone sismiche registrate finora (Fig. 1). L'evento ha suscitato grande interesse tra i ricercatori perché l'alta pressione e l'alta temperatura a una profondità così elevata rendono inusuale la generazione di terremoti lì.

Nella regione di Izu-Bonin, la placca del Pacifico sta subducendo verso nord-ovest sotto la placca del Mare delle Filippine. La subduzione è un processo in cui una delle placche tettoniche della Terra affonda sotto un'altra. Ad oggi, diversi studi hanno studiato la posizione della sorgente del terremoto profondo di Bonin rispetto alla placca subduttiva del Pacifico (lastra). Ma ci sono stati risultati contrastanti perché la struttura del mantello dentro e intorno alla zona di origine non è ancora chiara.

Il team dell'Università di Tohoku, guidato dal professor Dapeng Zhao, ha applicato un metodo di tomografia sismica a oltre cinque milioni di dati sui tempi di arrivo dell'onda P registrati da stazioni sismiche di tutto il mondo per determinare una tomografia del mantello ad alta risoluzione sotto la regione di Izu-Bonin. Le stazioni includevano quelle delle fitte reti sismiche del Giappone e della Cina orientale.

La tomografia sismica è uno strumento efficace per indagare la struttura tridimensionale (3D) dell'interno della Terra, in particolare, per chiarire la morfologia e la struttura dei solai in subduzione. Usando quel metodo, il team ha ricevuto immagini chiare della lastra del Pacifico in subduzione come zona ad alta velocità, e ha mostrato che l'evento profondo Bonin si è verificato all'interno della lastra del Pacifico, che sta penetrando nel mantello inferiore (Fig. 2). Inoltre, il suo ipocentro è localizzato proprio accanto al confine orientale della lastra al mantello ambientale all'interno della zona di transizione del mantello.

Hanno anche scoperto che la lastra del Pacifico è divisa a circa 28° di latitudine nord, cioè., leggermente a nord dell'ipocentro dell'evento profondo 2015. Al Nord, la lastra è piana nella zona di transizione del mantello. Mentre al sud, la lastra è pressoché verticale e penetra direttamente nel mantello inferiore (Fig. 3).

Questi risultati suggeriscono che questo terremoto profondo sia stato causato dagli effetti congiunti di diversi fattori. Questi includono la subduzione profonda e veloce della lastra del Pacifico, strappo di lastre, variazione termica della lastra, variazioni di tensione e trasformazioni di fase nella soletta, nonché complesse interazioni tra lastra e mantello ambientale. Questo lavoro getta nuova luce sulla struttura della lastra profonda e sulle dinamiche di subduzione.