La geologa Jessica Warren, professoressa di scienze della Terra presso l’Università del Delaware, ha contribuito a una ricerca che ci avvicina di un passo alla comprensione del funzionamento dei terremoti. Situata lungo un tratto dell’equatore nell’Oceano Pacifico, tra l’Indonesia e l’America Centrale, la faglia trasforme di Gofar è una delle faglie in più rapido movimento sulla Terra, con una velocità di circa 140 millimetri all’anno sul fondale oceanico. Si tratta di una velocità oltre quattro volte superiore a quella della faglia di Sant’Andrea in California.
I ricercatori sanno che la faglia trasforme di Gofar ha registrato un terremoto di magnitudo 6 circa ogni cinque o sei anni negli ultimi trent’anni. È stata studiata a fondo, poiché questi terremoti si verificano sempre negli stessi punti lungo la faglia e con la stessa intensità. Fino ad ora, non si sapeva perché alcune parti di questa faglia subiscano numerose piccole microscosse prima di un terremoto principale, per poi spegnersi, mentre altre parti della faglia rimangono tranquille prima del grande evento e successivamente sono soggette a molte repliche.
Ora, un team di ricercatori di diverse istituzioni, tra cui Warren dell’Università del Delaware, ha dimostrato che le sezioni della faglia non soggette a terremoti di grande magnitudo agiscono come i freni di un’auto in corsa, controllando il verificarsi di grandi eventi sismici sulle faglie trasformi. Questa scoperta è in contrasto con i modelli attualmente accettati sul comportamento dei terremoti.
Il team, che ha pubblicato i suoi risultati sulla rivista Science, comprende ricercatori dell’Università del Delaware, dell’Università dell’Indiana, della Woods Hole Oceanographic Institution, dello Scripps Institution of Oceanography presso l’UC San Diego, dello U.S. Geological Survey, del Boston College, della Western Washington University, dell’Università del New Hampshire e della McGill University.
Lo studio
Nello studio, i ricercatori hanno analizzato due zone lungo la faglia trasforme di Gofar che, a loro dire, hanno fermato circa 15 terremoti di magnitudo 6 negli ultimi 30 anni. I risultati dello studio forniranno informazioni a livello globale su come si comportano le faglie e i terremoti, sia in mare che sulla terraferma. Il contributo di Warren include la direzione della ricerca sul campo iniziale in mare nel 2019 a bordo della nave da ricerca R/V Atlantis e l’interpretazione dei risultati durante tutto il progetto, con particolare attenzione al collegamento tra le osservazioni sui terremoti e il modo in cui le rocce nella faglia si fratturano e si deformano durante un terremoto.
Cos’è una faglia?
“La superficie terrestre è composta da quelle che chiamiamo placche tettoniche. Una faglia è una frattura nella crosta terrestre dove due pezzi di una placca tettonica cercano di muoversi e, quando ciò accade, a volte scivolano improvvisamente e causano un forte terremoto”, ha spiegato Warren in un’intervista a UDaily.
Perché studiare la faglia trasforme di Gofar?
“I geoscienziati desiderano comprendere le faglie e i terremoti perché rappresentano, ovviamente, un grave pericolo sulla terraferma. Le rocce che compongono il fondale marino sono più semplici di quelle che si trovano sulla terraferma, offrendo uno spazio più controllato per studiare i terremoti, nonostante le difficoltà della ricerca sottomarina”, ha dichiarato Warren.
“Se si vuole capire come le faglie accumulano stress e poi lo rilasciano (e dove), la faglia trasforme di Gofar è straordinaria, perché è soggetta a terremoti a intervalli regolari di cinque o sei anni. Questa regolarità è molto maggiore rispetto a qualsiasi altra faglia. Nel 2019, ho guidato una crociera di ricerca a bordo della R/V Atlantis, durante la quale sono stati dispiegati 51 sismometri a due miglia di profondità sul fondale marino per rilevare questi piccoli eventi. Abbiamo potuto confrontare i risultati delle nostre misurazioni del 2019 e del 2020 con un esperimento condotto dal mio collega Jeff McGuire sulla stessa faglia nel 2008. Le somiglianze tra i due set di dati ci hanno portato alla conclusione che le sezioni di faglia non soggette a terremoti di grande magnitudo controllano la frequenza complessiva dei grandi eventi sulle faglie trasformi”, ha spiegato l’esperta.
“Quando abbiamo fatto quell’osservazione nel 2008, potrebbe essere stato un caso isolato, ma ottenere questi nuovi dati e vedere un comportamento così simile ci ha fornito una nuova prospettiva su ciò che sta accadendo nella faglia”, ha aggiunto.
Cosa ci dice questo sul modo in cui si verificano i terremoti sulla terraferma?
“Sulla terraferma, si dedica molto tempo a studiare come l’acqua piovana e le acque sotterranee si muovono in un sistema di faglie e come questo influenzi il comportamento della faglia stessa. Negli oceani, abbiamo una quantità illimitata di acqua. Una volta che la roccia si frattura, l’acqua penetra al suo interno. Essere in grado di osservare come una faglia cambia durante il ciclo sismico – di cui ora abbiamo misurato la maggior parte su questa faglia – può aiutarci a capire cosa c’è di universale nel funzionamento delle faglie e nel funzionamento dell’attrito delle rocce. E uno dei protagonisti principali è l’acqua. Ecco perché i campioni di roccia su cui lavora il mio laboratorio sono importanti”, ha spiegato la geologa.
“La struttura delle faglie è un altro aspetto che stiamo cercando di comprendere. Sappiamo, osservando le faglie sulla terraferma, che alcune parti sono lineari, mentre altre presentano numerose ramificazioni e potrebbero contenere più fratture. Sappiamo inoltre che, se si considera la presenza di acqua, questo può limitare o modificare il modo in cui l’acqua si muove all’interno del sistema. Ora disponiamo di mappe ad altissima risoluzione del fondale marino, che ci permettono di vedere, per la prima volta, dove si trova la faglia stessa. Uno dei prossimi obiettivi è comprendere come i fluidi penetrano nella faglia e come l’attrito all’interno di una faglia cambia in presenza di acqua”, ha aggiunto.
Perché è importante?
“Il passo successivo è quello di trasferire le conoscenze acquisite su questa specifica faglia alla comprensione del comportamento delle faglie in generale. Questo è il percorso più lungo per comprendere appieno i rischi sismici. Non cambierà i nostri modelli di rischio da un giorno all’altro, ma speriamo che lo farà nei decenni a venire”, ha concluso Warren.
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