Una ricerca pubblicata di recente dalla Victoria University di Wellington e dalla GNS Science ha fornito una visione unica degli effetti idrologici dei terremoti in Nuova Zelanda.

Guidato dall'alunno di Victoria Grant O'Brien per la sua tesi di Master, la ricerca mette in evidenza l'impatto che i terremoti possono avere sui sistemi di acque sotterranee a centinaia di chilometri di distanza.

La ricerca si è svolta nella gola di Cromwell e ha fatto uso di un ampio set di dati idrologici che ha registrato le risposte delle acque sotterranee a una serie di terremoti che si sono verificati nella regione negli ultimi decenni.

Questa è la prima volta che il set di dati di monitoraggio delle frane, fornito da Contact Energy Clyde Dam, è stato analizzato per determinare gli effetti dello scuotimento sismico sui sistemi di acque sotterranee sensibili.

"Il set di dati utilizzato in questo studio è di rara dimensione e portata internazionale e, per quanto ne sappiamo, è unico in quanto copre più siti e più terremoti in un periodo di tempo così lungo (23 anni). Ciò significa che siamo stati in grado di costruire un quadro dettagliato del comportamento dei diversi sistemi di acque sotterranee in risposta ai terremoti, attività di ingegneria in corso e altri fattori come precipitazioni intense, "dice il signor O'Brien.

Lo studio è stato supervisionato dal dottor Simon Cox della GNS Science e dal professor John Townend della Victoria's School of Geography, Scienze dell'Ambiente e della Terra, e finanziato dalla Earthquake Commission e dal Marsden Fund gestito dalla Royal Society of New Zealand.

Lo studio, pubblicato in Giornale di ricerca geofisica , mostra la sensibilità dei sistemi di acque sotterranee alle onde sismiche a distanze ben oltre le aree di evidente scuotimento e danni al suolo superficiale.

"La nostra ricerca ha mostrato che i sistemi di acque sotterranee all'interno di sette grandi frane nella gola di Cromwell sono sorprendentemente suscettibili allo scuotimento sismico, con le pressioni e le portate che rispondono sistematicamente a grandi terremoti a distanze di diverse centinaia di chilometri, "dice il signor O'Brien.

Differenze nel tipo di scuotimento sismico, in particolare, la durata, quantità e frequenza di scuotimento, determinano diverse risposte delle acque sotterranee. I dati di Cromwell Gorge mostrano che questi cambiamenti sono innescati da sollecitazioni associate al passaggio delle onde sismiche del terremoto.

"Abbiamo scoperto che i terremoti di lunga durata che producono onde sismiche con un'ampia gamma di frequenze causano risposte più ampie delle acque sotterranee che muoiono più rapidamente di quelle prodotte da brevi, forti terremoti».

Mentre gli scienziati devono ancora esaminare l'effetto del terremoto di Kaikoura di magnitudo 7,8 del 2016 sui sistemi di acque sotterranee a Cromwell Gorge, Il signor O'Brien si aspetta che l'attrezzatura di monitoraggio abbia registrato una risposta.

Questa scoperta evidenzia come i componenti dell'infrastruttura ingegneristica della Nuova Zelanda che dipendono dalle acque sotterranee, come dighe o impianti di irrigazione, sono colpite da terremoti che si verificano in altre parti del paese.

"Sebbene i cambiamenti delle acque sotterranee non abbiano influenzato il movimento delle frane di Cromwell Gorge, che sono progettati per fermare il movimento, il monitoraggio di Contact Energy fornisce un record incredibile per l'applicazione altrove.

"I diversi modi in cui i sistemi di acque sotterranee rispondono al tipo di scuotimento sismico che abbiamo osservato sono fondamentali per comprendere come si evolvono le frane sia a breve che a lungo termine".