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Terremoti lenti potrebbero preannunciare grandi eventi sismici

Il monitoraggio di terremoti “lenti” potrebbe fornire una base per una previsione attendibile nelle aree in cui questi terremoti hanno la possibilità di scatenare normali terremoti, secondo uno studio della Facoltà di Geologia della Penn State University (PSU) della Pennsylvania.

L’immagine al microscopio elettronico a scansione mostra le superfici di taglio della sezione di roccia in vista obliqua. Il senso del taglio è in alto a destra: si notano le striature sulla superficie di taglio. (fonte: Marone, Kaproth-Gerecht et alii)

Ci pare utile ricordare che cosa si intende per “terremoti lenti”.
In sismologia si usa questa definizione per indicare quei movimenti della crosta terrestre, essenzialmente slittamenti delle faglie o movimenti dei margini delle fratture interessanti la crosta, anche di notevoli estensioni, durante i quali l’ energia in gioco si libera molto lentamente, con tempi di giorni o anche di mesi, mentre nel tipico terremoto l’energia viene liberata violentemente nel giro di pochi secondi o, al massimo, di minuti.

I terremoti lenti hanno un ruolo positivo perché consentono alle faglie un rilascio graduale di energia. In questo senso, li potremmo considerare, positivamente, delle valvole di sfogo della crosta terrestre.

“Attualmente, non abbiamo alcun modo di monitorare a distanza il momento in cui le faglie terrestri si apprestino a muoversi”, ha affermato Chris Marone, professore di Geofisica della PSU.

Marone, insieme ad un suo assistente, Bryan Kaproth-Gerecht, ha osservato e studiato i meccanismi che precedono i terremoti lenti ed ha scoperto che, nei test di laboratorio, 60 secondi prima che gli slittamenti lenti avessero inizio, appariva un segnale precursore.

Lo scollamento di una faglia, nei normali terremoti, in genere avviene al ritmo di tre distacchi a 33 metri al secondo, ma nei terremoti lenti, mentre i margini della frattura sono ancora in contatto, slittano e si muovono a circa 0,004 pollici al secondo, con tempi di mesi o più per la rottura.

Tuttavia, terremoti lenti spesso si verificano nei pressi delle zone sismiche tradizionali e possono trasformarsi in terremoti potenzialmente devastanti.

“Capire la fisica dei terremoti lenti e identificare possibili cambiamenti precursori delle proprietà della zona di faglia sono obiettivi sempre più importanti”, scrivono i ricercatori sul numero di Science Express del 15 agosto scorso.

Utilizzando il serpentino, un minerale comune delle zone sismiche interessate da sismi lenti, Marone e Kaproth-Gerecht hanno eseguito esperimenti di laboratorio, applicando tensioni tangenziali ai campioni di roccia, in modo che i campioni mostrassero i lenti movimenti di scorrimento.

I ricercatori hanno ripetuto gli esperimenti più di 50 volte ed hanno trovato che, almeno in laboratorio, zone di faglie lente subiscono un passaggio da uno stato che mantiene la velocità lenta al di sotto di circa 0,0004 pollici al secondo ad uno che, per valori superiori a tale velocità, blocca sostanzialmente il movimento.

“Ci rendiamo conto che questo  è complicato e che la velocità dipende dalla frizione”, sostiene Marone. “Non sappiamo con certezza cosa stia accadendo. Dalle nostre esperienze di laboratorio siamo solo certi che questo fenomeno si sta verificando”.

Gli studiosi ritengono che quello che rende insolito questo modello di movimento è che la forza  di contatto d’attrito diminuisce all’aumentare della velocità. Ad un certo punto di questo aumento di velocità, la zona di contatto d’attrito si satura. Non si hanno valori più piccoli, nè si manifestano altri fenomeni fisici, come ad esempio un effetto termico.

Questo meccanismo limita la velocità, nei terremoti lenti.

Marone e Kaproth-Gerecht hanno osservato anche il comportamento delle onde elastiche primarie o P e delle onde trasversali secondarie o S, prodotte dai loro esperimenti.

“Abbiamo osservato le onde elastiche in movimento e sappiamo cosa sta succedendo con le onde P, le onde S e la velocità acustica”, ha detto Marone. “E’importante, perché è quello che potete vedere nella realtà mentre il sismografo registra sulla carta”.

Marone sottolinea che attualmente non esistono dispositivi validi per eseguire misurazioni vicino alle linee di faglia, che non se ne conoscono per fare alcun tipo di previsione sulla impronta che precorre il movimento delle onde elastiche.

E’ tuttavia possibile – secondo lo scienziato – che con una adeguata strumentazione si possa avere un quadro migliore di quanto avviene nei pressi di una frattura in slittamento, prima che questa si metta in moto.

Allora, probabilmente, si potrà giungere a qualche tipo di previsione.

Leonardo Debbia
25 agosto 2013

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Aggiunto in: Ambiente & Natura, Geologia

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