Φανταστείτε να προσπαθείτε να περάσετε μια κλωστή μέσα από το μάτι μιας βελόνας, ενώ βρίσκεστε στην κορυφή ενός ουρανοξύστη και η βελόνα είναι στο έδαφος, υπό την επήρεια ισχυρών ανέμων. Κάπως έτσι περιγράφουν οι μηχανικοί το εγχείρημα που ολοκλήρωσε πρόσφατα το ιαπωνικό επιστημονικό σκάφος Chikyu. Σε μια αποστολή που θυμίζει περισσότερο διαστημική εξερεύνηση παρά γεωλογική έρευνα, η Ιαπωνία κατάφερε να φτάσει εκεί που κανείς δεν είχε τολμήσει: στην «καρδιά» του ρήγματος που προκάλεσε την καταστροφή του 2011.
Η αποστολή αυτή δεν αποτελεί απλώς ένα τεχνικό επίτευγμα, αλλά την πρώτη ουσιαστική προσπάθεια της ανθρωπότητας να κατανοήσει τη μηχανική των μεγα-σεισμών (megathrust earthquakes) απευθείας από την πηγή τους.
Για περισσότερο από μια δεκαετία, η επιστημονική κοινότητα πάλευε με ένα αναπάντητο ερώτημα: Πώς ο σεισμός του Τοχόκου, μεγέθους 9 Ρίχτερ, παρήγαγε ένα τόσο τερατώδες τσουνάμι; Η απάντηση κρυβόταν στη λεγόμενη «ρηχή ολίσθηση». Κανονικά, η τριβή μεταξύ των τεκτονικών πλακών κοντά στην επιφάνεια του βυθού θα έπρεπε να φρενάρει τη μετατόπιση. Αντ’ αυτού, το 2011, ο πυθμένας μετακινήθηκε βίαια προς τα ανατολικά κατά περίπου 50 μέτρα, εκτοπίζοντας τεράστιες ποσότητες νερού.
Το πλοίο-γεωτρύπανο Chikyu (που σημαίνει «Γη» στα ιαπωνικά) ανέλαβε να λύσει τον γρίφο μέσω του προγράμματος JTRACK (Japan Trench Fast Drilling Project). Ο στόχος ήταν να τρυπήσει τον φλοιό της Γης ακριβώς στο σημείο της καταστροφής.
Το Chikyu, ένα πλωτό εργαστήριο μήκους 210 μέτρων, κατέπλευσε πάνω από την Τάφρο της Ιαπωνίας, όπου το βάθος της θάλασσας αγγίζει τα 7 χιλιόμετρα. Από εκεί, οι μηχανικοί κατέβασαν το τρυπάνι, διαπερνώντας άλλα 800 και πλέον μέτρα συμπαγούς πετρώματος κάτω από τον βυθό.
Το συνολικό μήκος της γεώτρησης έφτασε τα 7.906 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας, χαρίζοντας στην ομάδα ένα Ρεκόρ Γκίνες για τη βαθύτερη επιστημονική γεώτρηση στην ιστορία. Ωστόσο, το ρεκόρ ήταν απλώς το μέσο για τον σκοπό. Το πραγματικό έπαθλο ήταν τα δείγματα πετρωμάτων (πυρήνες) που ανασύρθηκαν από τη ζώνη του ρήγματος.
Τα ευρήματα από την ανάλυση των δειγμάτων ήταν αποκαλυπτικά. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η ζώνη του ρήγματος αποτελείται από εξαιρετικά λεπτόκοκκη άργιλο. Το υλικό αυτό, όταν υφίσταται την τεράστια πίεση της τεκτονικής κίνησης, συμπεριφέρεται με έναν παράδοξο τρόπο: γίνεται εξαιρετικά ολισθηρό.
Αυτό εξηγεί γιατί η ενέργεια του σεισμού δεν εκτονώθηκε σταδιακά αλλά απελευθερώθηκε βίαια, επιτρέποντας στις πλάκες να γλιστρήσουν ανεμπόδιστα σε μεγάλες αποστάσεις. Η γεώτρηση αποκάλυψε επίσης ότι η τεκτονική τάση (stress) στην περιοχή ήταν μικρότερη από την αναμενόμενη, γεγονός που υποδεικνύει ότι το ρήγμα είχε εκτονώσει σχεδόν όλη του την ενέργεια κατά τη διάρκεια του σεισμού του 2011.
Επιπλέον, το πλήρωμα εγκατέστησε μόνιμους αισθητήρες εντός της οπής της γεώτρησης. Αυτό το υποθαλάσσιο παρατηρητήριο θα στέλνει δεδομένα σε πραγματικό χρόνο για τη θερμοκρασία και την πίεση των ρευστών μέσα στο ρήγμα, λειτουργώντας ως ένα προηγμένο σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης.
Η σημασία της αποστολής του Chikyu ξεπερνά τα σύνορα της Ιαπωνίας. Παρόμοιες γεωλογικές δομές υπάρχουν σε πολλά μέρη του κόσμου, όπως στη ζώνη καταβύθισης Cascadia στις δυτικές ακτές των ΗΠΑ και του Καναδά, αλλά και σε περιοχές της Μεσογείου.
Κατανοώντας τη μηχανική της «ρηχής ολίσθησης», οι επιστήμονες μπορούν πλέον να εντοπίσουν ποιες άλλες περιοχές διατρέχουν κίνδυνο για παρόμοια καταστροφικά τσουνάμι, ακόμη και αν ιστορικά δεν έχουν δώσει τέτοια σημάδια.
Η επιτυχία του Chikyu αποδεικνύει ότι η τεχνολογία μας επιτρέπει πλέον να κοιτάξουμε κάτω από το «δέρμα» του πλανήτη. Δεν μπορούμε να σταματήσουμε τους σεισμούς, αλλά αποκωδικοποιώντας το DNA των ρηγμάτων, μπορούμε να θωρακιστούμε καλύτερα απέναντι στην αναπόφευκτη οργή της φύσης. Η Ιαπωνία έκανε το πρώτο, γιγαντιαίο βήμα προς αυτή την κατεύθυνση, μετατρέποντας μια εθνική τραγωδία σε γνώση για όλη την ανθρωπότητα.