Secondo una nuova ricerca dell’USC che aiuta a spiegare come si verificano i terremoti, le forze di scioglimento delle rocce nelle profondità della Terra sembrano guidare i tremori lungo un noto segmento della faglia di San Andreas in California. Lo studio esamina la meccanica del tremore dal basso verso l’alto, piuttosto che dall’alto verso il basso, con un focus su rocce sotterranee, attrito e fluidi. Sul segmento della faglia di San Andreas vicino a Parkfield, in California, le eccitazioni sotterranee – oltre le profondità dove i terremoti sono tipicamente monitorati – portano a instabilità che si tramutano in terremoti.
“La maggior parte della sismicità della California ha origine dalle prime 10 miglia della crosta, ma alcuni tremori sulla faglia di San Andreas si verificano molto più in profondità”, ha detto Sylvain Barbot, assistente professore di scienze della Terra all’USC. “Perché e come ciò avvenga è in gran parte sconosciuto. Mostriamo che una sezione profonda della faglia di San Andreas si rompe frequentemente e scioglie le rocce ospitanti, generando queste onde sismiche anomale”. Lo studio recentemente pubblicato appare su Science Advances.
I risultati sono significativi perché aiutano a comprendere come e dove è probabile che si verifichino i terremoti, insieme alle forze che innescano i terremoti. Una migliore comprensione scientifica aiuta a informare i regolamenti edilizi, le politiche pubbliche e la preparazione alle emergenze in aree colpite da terremoti come la California. I risultati possono anche essere importanti in applicazioni ingegneristiche in cui la temperatura delle rocce viene modificata rapidamente, ad esempio mediante fratturazione idraulica.
Parkfield è stato scelto perché è uno degli epicentri più monitorati al mondo. La faglia di San Andreas attraversa la città e viene regolarmente interrotta con terremoti significativi. Terremoti di magnitudo 6 hanno scosso la sezione di Parkfield della faglia a intervalli abbastanza regolari nel 1857, 1881, 1901, 1922, 1934, 1966 e 2004, secondo l’US Geological Survey.
Studiare i movimenti al di sotto della Terra per capire al meglio i terremoti e anticiparli
Utilizzando modelli matematici ed esperimenti di laboratorio con le rocce, gli scienziati hanno condotto simulazioni basate sulle prove raccolte dalla sezione della faglia di San Andreas di Parkfield. Hanno simulato la dinamica dell’attività di faglia nella Terra profonda per 300 anni per studiare un’ampia gamma di dimensioni e comportamenti di rottura.
I ricercatori hanno osservato che, al termine di un grande terremoto, le placche tettoniche che si incontrano al confine della faglia si stabiliscono in una fase di avvicinamento. Scivolano l’uno sull’altro, un lento scivolamento che causa poco disturbo alla superficie. Ma questa armonia smentisce la produzione di problemi. A poco a poco, il movimento attraverso pezzi di granito e quarzo, il substrato roccioso della Terra, genera calore a causa dell’attrito.
Man mano che il calore si intensifica, i blocchi di roccia iniziano a cambiare. Quando l’attrito spinge le temperature sopra i 650 gradi Fahrenheit, i blocchi di roccia diventano meno solidi e più fluidi. Cominciano a scivolare di più, generando più attrito, più calore e più fluidi finché non scivolano l’uno sull’altro rapidamente, innescando un terremoto.
“Proprio come sfregare le mani nella stagione fredda per riscaldarle, succede lo stesso con le placche quando scivolano l’una sull’altra. I movimenti della faglia possono essere causati da grandi sbalzi di temperatura”, ha detto Barbot. “Questo può creare un feedback positivo che li fa scorrere ancora più velocemente, generando alla fine un terremoto”.
È un modo diverso di vedere la faglia di San Andreas. Gli scienziati in genere si concentrano sul movimento nella parte superiore della crosta terrestre, anticipando che il suo movimento a sua volta riattiva le rocce in profondità. Per questo studio, gli scienziati hanno esaminato il problema dal basso verso l’alto. “È difficile fare previsioni”, ha aggiunto Barbot, “quindi invece di prevedere solo i terremoti, stiamo cercando di spiegare tutti i diversi tipi di movimento osservati nel terreno”.
