Terremoto: nuovi studi spiegano perché si rompe il fondale oceanico

Terremoto nuovi studi spiegano perché si rompe il fondale oceanico



Svelare i possibili processi fisici che consentono a un terremoto di generare uno tsunami per sollevamento del fondale marino. È quanto si prefigge uno studio, firmato INGV, Università di Padova e Firenze, Royal Holloway University of London, Manchester e Durham University (Regno Unito), Tsukuba e Kyoto University (Giappone), pubblicato su Nature Geoscience

Esistono diversi tipi di tsunami, a volte generati dalla rottura di un piano di faglia, da collassi di apparati vulcanici o
da grandi frane sottomarine innescate da terremoti. Uno studio condotto da un team di ricercatori dell’Istituto
Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Università di Padova e Firenze, Royal Holloway University of
London
, Manchester e Durham University (Regno Unito), Tsukuba e Kyoto University (Giappone), tenta di svelare
i processi fisici che consentono a un terremoto di generare uno tsunami per sollevamento del fondale marino. La
ricerca Past seismic slip-to-the-trench recorded in Central America megathrust, è stata pubblicata su Nature
Geoscience (https://www.nature.com/articles/s41561-017-0013-4).

I terremoti sono il risultato della propagazione di una rottura lungo una superficie che attraversa la crosta terrestre
chiamata faglia. La propagazione della rottura consente ai blocchi di roccia a lato della faglia di spostarsi l’uno
rispetto all’altro anche di decine di metri nel caso di terremoti eccezionalmente grandi (magnitudo nove).
In genere, i terremoti che producono tsunami si distinguono da quelli che interessano la crosta continentale,
come i recenti terremoti di Amatrice e Norcia del 2016, per avere una velocità di propagazione della rottura più
lenta (1-2 km/s) rispetto agli altri terremoti (2-4 km/s), consentire grandi spostamenti dei blocchi di faglia vicino
al fondale marino, e avere un epicentro situato non lontano dalla fossa oceanica.

Il progetto

Fino a pochi anni fa”, spiega Paola Vannucchi, primo autore dell’articolo e ricercatrice della Royal Holloway
of London
, Regno Unito – Università di Firenze, “si riteneva che le rotture sismiche non fossero in grado di
propagarsi attraverso i più superficiali e soffici sedimenti marini ricchi in argilla.
Inoltre, non era stata presa
in considerazione la presenza in questi sedimenti di strati non consolidati dallo spessore di decine fino a centinaia
di metri composti da gusci calcarei di microrganismi marini. In generale, si riteneva che il coefficiente di attrito
di questi materiali aumentasse con la velocità di scivolamento lungo una faglia arrestando la rottura prima che
questa arrivasse a rompere il fondale marino”.

Lo studio ha, invece, evidenziato che la propagazione, durante grandi terremoti (magnitudo maggiore di sette),
determina rotture sismiche lungo faglie dalla profondità dove nasce il terremoto (circa 15-35 km per questi terremoti) fino al fondale marino.

Il grande terremoto di Tohoku (magnitudo 9.0) e conseguente tsunami che ha inondato la costa settentrionale
dell’arcipelago Giapponese l’11 marzo del 2011 ha messo in discussione proprio questa interpretazione.

Evidenze sismologiche, geofisiche e geologiche hanno mostrato che in questo terremoto la rottura si è propagata
fino a rompere il fondale oceanico con conseguenze devastanti”, prosegue Vannucchi.

La rottura del fondale oceanico

La rottura del fondale oceanico è associata all’innalzamento, anche di alcuni metri per grandi terremoti,
del fondale e la conseguente energizzazione della colonna d’acqua marina sovrastante. Poiché in zona di fossa
oceanica la colonna d’acqua è di diversi chilometri di altezza, il sollevamento del fondale in questi particolari
ambienti oceanici comporta la generazione di imponenti e violentissime onde di tsunami, alte fino a 20-30 metri
(un palazzo di dieci piani) quando queste si infrangono sulla costa, come nel caso del terremoto di Tohoku.

La ricerca, aggiunge Giulio di Toro, ricercatore dell’Università di Padova associato all’INGV, “unisce dati
da perforazione di fondali oceanici effettuati nel Pacifico in prossimità della fossa che costeggia il Costa
Rica (America Centrale), da progetti Integrated Oceanic Discovery Programme (https://www.iodp.org/ ),
da esperimenti condotti in Italia su sedimenti marini composti da argille e gusci di microrganismi marini
campionati durante la perforazione
”.

Gli esperimenti e SHIVA

Gli esperimenti sono stati effettuati conl’apparato sperimentale SHIVA (Slow to HIgh Velocity Apparatus)
che con i 300 kW (equivalente alla potenza dissipata da 100 appartamenti medi Italiani) è in grado di dissipare,
in provini di roccia dalle dimensioni di un piccolo bicchiere del diametro di 50mm, il più potente simulatore di
terremoti al mondo.

SHIVA, progettato e installato nel 2009 presso il Laboratorio Alte Pressioni – Alte Temperature di Geofisica
e Vulcanologia Sperimentali  dell’INGV di Roma, è una strumentazione in grado di comprendere la meccanica
dei terremoti.
Queste ricerche sono state finanziate da due progetti dell’Unione Europea denominati USEMS e NOFEAR (Uncovering the Secrets of an Earthquake: Multidisciplinary Study of Physico-Chemical Processes
During the Seismic Cycle e New Outlook on seismic faults: from earthquake nucleation to arrest)”,
afferma Di Toro, responsabile di questi progetti.

Le dichiarazioni di Elena Spagnuolo

Questa ricerca”, conclude Elena Spagnuolo, ricercatrice dell’INGV, “tenta di svelare i possibili processi fisici che
consentono a un terremoto di generare uno tsunami per sollevamento del fondale marino. In considerazione del
fatto che questi sedimenti calcarei sono abbastanza comuni nelle fosse oceaniche e che, in base all’evidenza
sperimentale, la loro presenza agevola la propagazione di una rottura sismica fino a rompere il fondale marino,
si ritiene che questo fenomeno possa essere molto frequente”.

Il Laboratorio Alte Pressioni – Alte Temperature di Geofisica e Vulcanologia Sperimentali​ è collocato ​nella sede
di Roma dell’INGV.​ ​Q​ui​ sono concentrate ​molte attività analitiche e sperimentali dell’INGV​ ​a supporto delle
ricerche e del monitoraggio, ma anche ​svilupp​o ​di tecnologie e di nuove metodologie d’indagine​. ​
Nel laboratorio si ​portano avanti ricerche​ di ​spicco dell’​​INGV​ in ambito sismologico, vulcanologico e ambient​ale​​,
alcune delle quali finanziate nell’ambito di progetti europei​. Le attività sperimentali, svolte anche in collaborazione
con laboratori di altri paesi, riguardano simulazioni e misure legate alla fisica delle rocce ​e dei terremoti, ​
alle proprietà chimico-fisiche dei magmi,​ e​ ​la ​modellizzazione analogica dei processi vulcanici. ​
Il laboratorio è anche​ ​un ​polo di attrazione per i ricercatori italiani e stranieri.

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Informazioni su Samantha Lombardi 6057 Articoli
Samantha Lombardi è un archeologa, laureata in Archeologia e Storia dell'Arte del Mondo Antico e dell'Oriente. Cura un sito che parla del patrimonio artistico (www.ilpatrimonioartistico.it), collabora con l'Ass. Cul. Il Consiglio Archeologico ed è addetta stampa dell'Ass. di Rievocazione Storica CVLTVS DEORVM. Dal maggio del 2014 collabora con Il tabloid.it

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