Nel 2011, un violento terremoto ha colpito il Giappone orientale. Il sisma, di magnitudo 9.1, ha provocato scuotimenti nell’epicentro per quasi sei minuti. Tuttavia, gli effetti non si sono limitati a questo: il movimento delle placche ha spostato il fondale marino in misura tale da scatenare uno tsunami devastante. Comprendere come tali terremoti diano origine a tsunami è un aspetto fondamentale per i sistemi di allerta precoce. Un meccanismo ipotizzato suggerisce che il rapido spostamento delle placche generi, per attrito, una notevole quantità di calore. Con l’aumento della temperatura, l’acqua intrappolata nei pori delle rocce si riscalda e la sua pressione cresce, rendendo le superfici della faglia sempre più scivolose. Di conseguenza, la faglia subisce uno scorrimento eccezionalmente ampio, provocando uno spostamento del fondale marino sufficiente a generare uno tsunami.
Lo studio
Per comprendere come si verifichino eventi di tale portata, i ricercatori studiano spesso fenomeni analoghi conservati nelle formazioni rocciose risalenti a epoche remote. Analizzando alcune rocce affioranti nella Penisola di Boso, in Giappone – un tempo parte di un antico fondale marino -, un gruppo di ricerca guidato dal Professor Tetsuro Hirono, della Osaka Metropolitan University, ha individuato all’interno di un’antica faglia delle strutture simili a vortici. Queste indicano che, durante un terremoto avvenuto circa 15 milioni di anni fa, il materiale si è comportato come un fluido in movimento.
I ricercatori hanno descritto gli strati rocciosi come caratterizzati da un “flusso di tipo turbolento“, osservando la presenza di laminazioni ondulate e curve, nonché di strutture vorticose. Le analisi di fluidodinamica condotte su tali formazioni suggeriscono che la pressurizzazione termica sia stata sufficiente a fluidificare l’argilla presente nella faglia. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports.
Drastica riduzione della viscosità
“La nostra analisi indica che la viscosità si è avvicinata a quella dell’acqua“, ha spiegato Hirono. “Si è trattato di una riduzione drastica. Lo stato di fluidificazione ha agito come una sorta di lubrificazione dinamica, indebolendo notevolmente la faglia. Il conseguente scorrimento su larga scala ha prodotto un ampio spostamento lungo la faglia, in prossimità del fondale marino, potenzialmente innescando uno tsunami“.
Il gruppo di ricerca auspica di poter applicare la stessa metodologia alle faglie attuali, così da migliorare la capacità degli scienziati di stimare l’entità dello scorrimento lungo le faglie. “Comprendere la variazione della viscosità durante gli scorrimenti lungo una faglia potrebbe consentirci di determinare con maggiore precisione l’entità di tali scorrimenti, il che favorirebbe le iniziative di mitigazione del rischio tsunami”, ha concluso Hirono.