Alors que les réactions métamorphiques dans les dalles de subduction libèrent de grandes quantités de fluides, les séismes à basse fréquence (LFE) se produisent en grande partie sous l'imperméable, plaque sus-jacente non métamorphosée, et se trouvent rarement sous des plaques métamorphisées. Des scientifiques de l'Institut de technologie de Tokyo et de l'Université de Tohoku suggèrent que les conditions non drainées sont un facteur clé dans la génération de LFE, tandis que des conditions bien drainées réduisent les pressions du fluide interstitiel au niveau de la méga-poussée et inhibent les LFE et les tremblements associés.

Dans la zone de subduction de Nankai, Japon, des secousses profondes non volcaniques se produisent en aval-pendage de la zone sismogénique de la méga-poussée, et on observe qu'ils coïncident temporellement avec des événements à glissement lent (SSE) à court terme. Ils se produisent dans une plage de profondeur limitée de 30 à 35 km sur une longueur de frappe d'environ 700 km, associé à la subduction de la plaque maritime des Philippines. Comme les LFE coïncident spatialement avec l'activité de tremblement, leurs emplacements agissent comme un indicateur de l'activité des tremblements. Il existe deux lacunes distinctes dans l'activité LFE à Kii Gap et Ise Gap, tandis qu'il y a une activité LFE limitée ou inexistante sous Kanto et Kyushu dans les extensions de la zone d'activité LFE (Fig. 1). Junichi Nakajima de l'Institut de technologie de Tokyo et Akira Hasegawa de l'Université de Tohoku ont examiné les propriétés sismiques de Nankai, y compris les zones où les GEF sont présents et absents, dans un effort pour élucider les facteurs contrôlant la génération de LFE.

Les vitesses observées des ondes P (dVp) et S (dVs) montrent la présence d'anomalies à faible vitesse dans la plaque sus-jacente à Kanto, Ise Gap, Kii Gap, et Kyushu, où l'activité LFE est limitée ou inexistante. Les LFE ne se produisent pas sur la méga-poussée où dVp et dV sont inférieurs à environ -4 pour cent, suggérant un changement systématique des vitesses sismiques dans la plaque sus-jacente entre les zones avec et sans activité LFE. Il existe une corrélation spatiale entre les emplacements LFE et la vitesse sismique, atténuation, et des anomalies d'anisotropie. Une hypothèse qui pourrait expliquer la variation des propriétés sismiques le long de la bande LFE est la variation le long de la frappe du degré de métamorphisme prograde au-dessus de la méga-poussée qui est proportionnelle au taux de fuite de fluide de la dalle sous-jacente dans la plaque sus-jacente. Notamment, de grandes quantités de fluide sont libérées de la croûte subductrice à des profondeurs de 30 à 60 km.

Les variations le long de la frappe des propriétés sismiques suggèrent que la plaque sus-jacente est moins métamorphosée dans les zones d'activité LFE, et se métamorphose de manière significative dans les zones d'activité LFE limitée ou inexistante. Cette anti-corrélation entre les LFE et le métamorphisme est probablement causée par la variation le long de la grève des conditions hydrologiques dans la plaque sus-jacente. Une plaque sus-jacente imperméable limite les fluides à la méga-poussée, tandis que les fluides s'échappent de la méga-poussée si la plaque sus-jacente est perméable. Les conditions non drainées au niveau de la méga-poussée élèvent les pressions du fluide interstitiel à des valeurs quasi-lithostatiques, abaisser suffisamment la résistance au cisaillement de la méga-poussée pour faciliter les LFE, et entraînent un faible degré de métamorphisme dans la plaque sus-jacente (Fig. 2a). En revanche, dans les zones d'activité LFE limitée, les fluides migrent dans et métamorphosent la plaque sus-jacente perméable, réduire les pressions interstitielles au niveau de la méga-poussée, qui n'est plus assez faible pour générer des LFE (Fig. 2b).

Le grand nombre de séismes crustaux dans le Kii Gap et Ise Gap suggère que l'activité LFE et la sismicité dans la plaque sus-jacente sont anticorrélées, reflétant en grande partie l'ampleur du flux de fluide de la méga-poussée. Les scientifiques ont conclu qu'une méga-poussée bien drainée permet aux fluides de migrer dans la plaque sus-jacente, l'inhibition de l'activité LFE au niveau de la méga-poussée, mais facilitant la sismicité peu profonde en raison de la diminution de la résistance au cisaillement des failles crustales.