Editoriali Sismologia

In corso nuovi STUDI per comprendere i SUPERCICLI nelle zone di SUBDUZIONE

L'11 Marzo 2011, come molti di voi ricorderanno, un massiccio rilascio di stress tra due placche tettoniche sovrapposte si verificò sotto il fondo dell'oceano poco a largo delle coste giapponesi, innescando un super tsunami. Il sisma di Tohoku provocò la morte di oltre 15.000 persone, la distruzione parziale e/o totale di ben 400.00 edifici e gravi danni alla centrale nucleare di Fukushima.

Questo "superquake" potrebbe essere stato il più grande di una serie di terremoti, che ha probabilmente segnato la fine di quello che è conosciuto come un superciclo, una sequenza di grandi terremoti. Un team di ricerca del Politecnico di Zurigo, diretto da Taras Gerya, sta studiando i supercicli e come questi si verificano in zone di subduzione. I geologi usano il termine "zona di subduzione" per riferirsi al confine tra due placche tettoniche lungo una faglia, ove una piastra si incontra con un'altra muovendosi all'interno del mantello terrestre.

Queste zone, in generale, si trovano in tutto il mondo; al largo della costa del Sud America, nel Pacifico nord-occidentale degli Stati Uniti, a largo di Sumatra e, ovviamente, in Giappone.

Nuova spiegazione sul fenomeno dello slittamento:

Tuttavia, i terremoti, non si verificano in qualsiasi punto lungo una faglia, ma solo nelle zone sismogenetiche del guasto. Perchè? In queste zone l'attrito impedisce il movimento relativo delle piastre per lunghi periodi di tempo. "Questo fa si che le sollecitazioni possano scatenare, all'improvviso, un forte terremoto", spiega Robert Herrendorfer.

Dopo che il terremoto ha rilasciato queste sollecitazioni il continuo movimento delle placche accumula nuove sollecitazioni, che vengono poi rilasciate da nuovi terremoti. In un superciclo i terremoti iniziali sono parti di un segmento nella zona di subduzione, mentre il "superquake" finale riguarda invece l'intero segmento.

Diverse teorie sono state avanzate per spiegare questo fenomeno di rottura graduale, ma tutti danno per scontato che singoli segmenti lungo la faglia sono regolati da diverse proprietà di attrito. "Questa eterogeneità si traduce in una sorta di patchwork; tanto per cominciare i terremoti da rottura singola sono più piccoli, ma in seguito ad un superquake si possono registrare varie rotture tutte in una volta", conclude Herrendorfer.

Altri supercicli in piena zona di subduzione:

In un nuovo articolo recentemente pubblicato su Nature Geoscience il gruppo di ricerca di Herrendorfer ha proposto un'ulteriore spiegazione che non include questa questa idea del "patchwork"; in poche parole, più ampia è la zona sismogenetica, maggiore è la probabilità che si verifichi un superciclo. Per comprendere questo dettaglio dovete prima immaginare le forze fisiche al lavoro in una zona di subduzione. Come una piasta si immerge sotto l'altra con un determinato angolo, le piastre lungo la faglia megathrust diventano parzialmente accoppiate insieme, quindi la piastra inferiore tira quella superiore giù con essa.

I ricercatori hanno riproposto questo processo tramite alcune simulazioni al computer, con la piastra prevalente rappresentata da un cuneo e quella inferiore da una lastra rigida. Poiché le piastre sono collegate tra loro solo all'interno della zona sismogenetica, il cuneo si deforma e le sollecitazioni fisiche vanno ad "esaltarsi". Nelle zone sismiche adiacenti libere le piastre possono muoversi l'una rispetto all'altra. Queste sollecitazioni si generano più rapidamente soprattutto nei bordi della zona sismogenetica; se lo stress non diventa maggiore della resistenza dell'attrito della lastra, il cuneo si disaccoppia dalla piastra inferiore e comincia a muoversi rispetto alla piastra di subduzione. Come le relative velocità aumentano, la resistenza di attrito diminuisce, permettendo così al cuneo di muoversi più velocemente. Il risultato è una rapida successione di interazioni, quindi un terremoto.

Il terremoto poi si estende fermandosi solo quando raggiunge un punto in cui la resistenza di attrito è ancora una volta maggiore dello stress. E' qui che l'evento di scorrimento finisce ed entrambi le coppie di piastre tornano di nuovo insieme. "Questo significa che i primi terremoti in questo settore saranno scatenati solo dalla rottura parziale della zona sismogenetica - ribadisce Herrendorfer. Nelle zone più strette ci vuole solo un terremoto per rompere l'intera zona, nelle zone più ampie (che sono di circa 120 km o più) lo stess viene rilasciato in una serie di diversi terremoti e infine con un superquake".

Rinaldo Cilli

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