Nel luglio 2024, un violento terremoto di magnitudo 7,4 ha colpito la regione di Calama, nel nord del Cile, provocando danni strutturali e interruzioni di corrente. Sebbene il Cile sia tristemente noto per i suoi terremoti — incluso quello del 1960, il più potente mai registrato con magnitudo 9,5 — il sisma di Calama ha mostrato caratteristiche peculiari. Non si è trattato infatti di un terremoto “megathrust”, come quello del 1960, ma di un evento profondo, sviluppatosi a ben 125 chilometri sotto la superficie, all’interno della stessa placca tettonica in subduzione.
I terremoti a questa profondità solitamente causano scosse più attenuate in superficie. Tuttavia, il sisma di Calama ha mostrato un’intensità inaspettata. Uno studio pubblicato su Nature Communications e condotto da ricercatori del Jackson School of Geosciences dell’Università del Texas ad Austin ha identificato un’inedita combinazione di meccanismi geologici come causa dell’anomalia.
“Questi eventi stanno producendo più scuotimento del previsto per terremoti di media profondità e possono risultare piuttosto distruttivi”, ha spiegato Zhe Jia, autore principale dello studio e professore associato di ricerca presso la UT Jackson School. “Il nostro obiettivo è comprendere meglio la loro origine, per migliorare le strategie di risposta e pianificazione a lungo termine“.
Due meccanismi in gioco: dalla disidratazione alla fuga termica
Tradizionalmente, i terremoti di media profondità come quello di Calama sono attribuiti a un processo chiamato infragilimento da disidratazione. Questo fenomeno si verifica quando una placca tettonica che sprofonda nella Terra (subduzione) viene sottoposta a pressioni e temperature crescenti, espellendo l’acqua contenuta nei minerali delle rocce. Questo rende la roccia più fragile, favorendone la frattura e quindi l’innesco del terremoto.
Tuttavia, questo meccanismo è noto per fermarsi a temperature superiori ai 650 °C. Il terremoto di Calama, invece, è avvenuto 50 chilometri oltre questo limite, in una zona della placca molto più calda. Secondo i ricercatori, in questo caso è entrato in gioco un secondo meccanismo, chiamato fuga termica (thermal runaway).
“È la prima volta che osserviamo un terremoto di profondità intermedia superare il limite previsto, passando da una zona fredda a una molto più calda e propagandosi a velocità elevate“, ha dichiarato Zhe Jia, che fa parte anche dell’Istituto di Geofisica dell’Università del Texas (UTIG). “Questo suggerisce un cambio di meccanismo: da disidratazione a fuga termica“.
La fuga termica si verifica quando l’attrito generato durante lo scivolamento iniziale lungo la faglia produce una quantità significativa di calore. Questo indebolisce ulteriormente il materiale circostante, facilitando la propagazione della frattura e amplificando l’energia del terremoto.
Un’indagine multidisciplinare
Per ricostruire con precisione la dinamica del terremoto, il team ha lavorato a stretto contatto con ricercatori cileni e statunitensi, combinando più tecniche di analisi. Sono stati utilizzati:
- Dati sismici raccolti in Cile, che hanno permesso di tracciare la propagazione e la velocità della frattura;
- Dati GNSS (Global Navigation Satellite System) per misurare lo slittamento avvenuto lungo la faglia;
- Simulazioni al computer, usate per stimare la temperatura e le proprietà delle rocce nella zona in cui si è verificata la rottura.
“Il fatto che in Cile ci si aspetti un altro grande terremoto ha portato all’installazione di una vasta rete di sismometri e stazioni geodetiche”, ha commentato Thorsten Becker, coautore dello studio e professore di Scienze della Terra e dei Pianeti alla Jackson School. “Questa infrastruttura ci aiuta a monitorare la deformazione crostale e a migliorare la nostra comprensione dei terremoti“.
Implicazioni per la valutazione del rischio sismico
La scoperta che un terremoto possa passare da un meccanismo di disidratazione a uno di fuga termica solleva nuove domande sul comportamento dei terremoti profondi. Secondo gli autori, comprendere questi processi è fondamentale per migliorare le stime di rischio sismico, progettare infrastrutture più sicure e perfezionare i sistemi di allerta precoce.
Lo studio sottolinea inoltre come i modelli sismici tradizionali debbano tenere conto anche delle condizioni termiche e della possibilità di meccanismi compositi, specialmente in regioni soggette a forte subduzione come il Cile.
La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation (USA), dall’Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) del Cile, dall’UC Open Seed Fund, dai Fondi di Ricerca Fondamentale per le Università Centrali e dallo stesso Istituto di Geofisica dell’Università del Texas (UTIG).
