Un modello per studiare le onde sismiche dovute ad impatti di grandi dimensioni

Cercando di capire meglio il livello di morte e distruzione che deriverebbe da un meteorite di grandi dimensioni che colpisse la Terra, i ricercatori della Princeton University hanno sviluppato un nuovo modello in grado non solo di simulare con maggiore precisione le ricadute sismiche di un tale impatto, ma anche aiutare a rivelare nuove informazioni sulla superficie interna dei pianeti sulla base di collisioni del passato. Il modello prende in considerazione la forma ellittica della Terra (quelle attuali si basano su una forma sferica), le caratteristiche della superficie e le profondità degli oceani, attraverso simulazioni di come le onde sismiche generate da una collisione con un meteorite si sarebbero diffuse all’interno del pianeta. I ricercatori hanno simulato l’impatto avvenuto a Chicxulub in Messico, un impatto 2 milioni di volte più potente di una bomba all’idrogeno, che molti scienziati ritengono che possa essere quello causato dall’asteroide che ha poi provocato l’estinzione di massa dei dinosauri avvenuta 65 milioni di anni fa. Le simulazioni hanno dimostrato che le onde sismiche generate dall’impatto sarebbero dispersive, con conseguenti danni meno gravi di quanto ipotizzato precedentemente. Le simulazioni di Princeton potrebbero anche aiutare i ricercatori a ottenere informazioni sulla superficie invisibile e sui dettagli interni di altri pianeti e satelliti. Le simulazioni possono individuare l’area del globo opposto del cratere dove l’energia dalla collisione iniziale si riunisce in un secondo, minore impatto. “Per la Terra questi calcoli sono normalmente realizzati con una superficie liscia, un modello perfetto di sfera, ma abbiamo scoperto che le caratteristiche di superficie di un pianeta o di un satellite possono avere un effetto enorme sulla scossa di assestamento di un meteorite di grandi dimensioni, quindi è estremamente importante prendere in considerazione quelle“, dice l’autore Matthias Meschede dell’Università di Monaco, che poi aggiunge: “Dopo un meteorite, le onde sismiche viaggiano verso l’esterno attraverso la superficie della Terra come quando si getta un sasso in acqua. Queste onde viaggiano in questo modo in tutto il mondo e si incontrano in un unico punto sul lato opposto all’impatto. Il nostro modello mostra che, poiché la Terra è ellittica e la sua superficie è eterogenea, le onde viaggiano con velocità diverse nelle diverse aree. Queste onde inoltre sono influenzate dall’interno. L’effetto sul lato opposto è il risultato della struttura completa. Abbiamo iniziato chiedendoci se il meteorite che ha colpito la Terra vicino a Chicxulub potrebbe essere collegato ad altri impatti avvenuti nel tardo Cretaceo durante l’estinzione di massa dei dinosauri, come affermano le teorie. Ad esempio, c’è una teoria che dice che il meteorite abbia innescato enormi eruzioni vulcaniche che hanno cambiato il clima. Queste eruzioni si pensa che abbiano avuto origine nel Deccan Traps in India, ossia sul lato opposto della Terra rispetto proprio al cratere Chicxulub, sede di impatto. Dato che il Nord America era a quei tempi più vicino all’Europa, mentre l’India era più vicina al Madagascar durante il Cretaceo, tuttavia , sembra discutibile che il Deccan Traps fosse agli antipodi rispetto all’impatto di Chicxulub. Per quanto riguarda l’estinzione di massa, abbiamo visto dalle nostre misurazioni che il Chicxulub da solo sarebbe troppo piccolo per provocare una grande eruzione vulcanica come quella che avvenne al Deccan Traps. Il nostro modello mostra che la focalizzazione delle onde sismiche di un tale impatto era enormemente sovrastimata nei calcoli precedenti, che hanno utilizzato come dicevamo un modello di terra sferica. Lo spostamento terrestre massimo in questo punto è stato calcolato in 15 metri, che è estremo. Il primo risultato del nostro modello è che questo dato si riduce di una grande quantità, di circa 3-5 metri. Sul modello sferico, tutte le onde si incontrano esattamente un punto e, di conseguenza, hanno una ampiezza enorme. Abbiamo trovato che le onde sono disturbate dalle caratteristiche della superficie ed assumono una struttura più irregolare, il che significa che meno energia è concentrata agli antipodi dell’impatto. Ma i nostri risultati vanno al di là di Chicxulub. Possiamo, in linea di principio, ora stimare quanto sia grande un meteorite che avrebbe dovuto essere causa di eventi catastrofici. Ad esempio, abbiamo scoperto che se si aumenta il raggio del meteorite Chicxulub di un fattore di cinque lasciando la sua velocità e la stessa densità, sarebbe stato abbastanza grande da creare una frattura sul lato opposto del pianeta. Il nostro modello può essere utilizzato per stimare la grandezza e l’effetto di altri impatti importanti del passato della Terra. Un modello simile potrebbe essere utilizzato per studiare altri esempi del sistema solare, come la strana regione di fronte al gigantesco bacino di Caloris di Mercurio. Inoltre, tale modello può aiutare a esaminare l’interno di una luna o un pianeta confrontando le dimensioni del cratere ed avendo soltanto un paio di foto. Si potrebbe anche comprendere meglio l’eterogeneità della superficie da come l’energia è stato distribuita tra questi due punti che possono rivelare molte informazioni. Infine la struttura della superficie del corpo al momento dell’impatto, ma anche l’interno, come se il pianeta avesse un nucleo duro“.