Uno tsunami può verificarsi quando la crosta oceanica (area marrone) si tuffa sotto la crosta continentale (arancione), facendo muovere improvvisamente il fondo dell'oceano. In una regione al largo dell'Alaska, i ricercatori hanno trovato una grande faglia e altre prove che indicano che il bordo anteriore della crosta continentale si è staccato, creando un'area soggetta a tsunami in cui il pavimento può muoversi in modo più efficiente. Credito:Anne Becel
Gli scienziati che sondano sotto il fondo del mare al largo dell'Alaska hanno mappato una struttura geologica che dicono segnali il potenziale per un grande tsunami in un'area che normalmente sarebbe considerata benigna. Dicono che il film assomigli molto a quello che ha prodotto lo tsunami Tohoku del 2011 al largo del Giappone, uccidendone circa 20, 000 persone e la fusione di tre reattori nucleari. Tali strutture possono nascondersi non riconosciute in altre aree del mondo, dicono gli scienziati. I risultati saranno pubblicati domani nell'edizione cartacea della rivista Geoscienze naturali .
La scoperta "suggerisce che questa parte dell'Alaska sia particolarmente soggetta alla generazione di tsunami, ", ha affermato la sismologa Anne Bécel del Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University, che ha condotto lo studio. "La possibilità che tali caratteristiche siano diffuse è di importanza globale". Oltre all'Alaska, lei disse, le onde potrebbero colpire le coste nordamericane più meridionali, Hawaii e altre parti del Pacifico.
Gli tsunami possono verificarsi quando placche giganti di crosta oceanica si tuffano sotto la crosta continentale adiacente, un processo chiamato subduzione. Alcuni piatti si bloccano per decenni o secoli e la tensione aumenta, fino a quando improvvisamente scivolano l'uno accanto all'altro. Questo produce un grande terremoto, e il fondo dell'oceano può saltare su o giù come una sorgente liberata. Quel moto si trasferisce all'acqua sovrastante, creando un'onda di superficie.
Lo tsunami in Giappone del 2011 è stata una sorpresa, perché è arrivato in parte su un segmento "strisciante" di fondale marino, dove i piatti si muovono costantemente, rilasciando la tensione in frequenti piccoli terremoti che dovrebbero impedire la formazione di uno grande. Ma i ricercatori ora stanno riconoscendo che potrebbe non funzionare sempre in questo modo. Al largo del Giappone, parte del bordo anteriore della placca continentale prevalente si era in qualche modo staccata dalla massa principale. Quando un terremoto relativamente modesto ha rimosso questo cuneo staccato, è saltato, scatenando un'onda che in alcuni punti superava i 130 piedi. Il segno rivelatore di pericolo, in retrospettiva:una faglia nel fondale marino che delimitava il confine della sezione distaccata verso terra della "trincea, " la zona dove le due placche inizialmente si incontrano. La faglia era nota per esistere, ma nessuno aveva capito cosa significasse.
La scoperta è stata fatta intorno all'estremità occidentale della penisola dell'Alaska e delle isole Aleutine orientali. Credito:Anne Becel
I ricercatori del nuovo studio hanno ora mappato un sistema simile nello Shumagin Gap, una zona di subduzione strisciante vicino alla fine della penisola dell'Alaska a circa 600 miglia da Anchorage. Il segmento fa parte di un arco di subduzione che attraversa la penisola e le isole Aleutine. Navigando su una nave da ricerca appositamente attrezzata, gli scienziati hanno utilizzato una tecnologia relativamente nuova per penetrare in profondità nel fondale marino con potenti impulsi sonori. Leggendo gli echi, hanno creato mappe simili a una scansione CAT sia della superficie che di ciò che è sotto. La faglia appena mappata si trova tra la trincea e la costa, estendendosi forse 90 miglia sott'acqua più o meno parallelamente alla terraferma. Sul fondo del mare, è segnato da scarpate alte circa 15 piedi, indicando che il pavimento è sceso da un lato e si è alzato dall'altro. La faglia si estende per più di 20 miglia, fino al punto in cui le due piastre si muovono l'una contro l'altra.
Il team ha anche analizzato piccoli terremoti nella regione, e ha trovato un gruppo di sismicità dove la faglia appena identificata incontra il confine della placca. Questo, dicono, conferma che il guasto potrebbe essere attivo. I modelli sismici suggeriscono anche che le proprietà di attrito sul lato della faglia verso il mare differiscono da quelle sul lato verso terra. Queste differenze possono aver creato la colpa, strappando lentamente la regione dalla massa principale; o la colpa potrebbe essere i resti di un movimento improvviso passato. In entrambi i casi, segnala pericolo, ha detto la coautrice Donna Shillington, un sismologo di Lamont-Doherty.
"Con quella grande colpa lì, quella parte esterna del piatto potrebbe muoversi indipendentemente e rendere uno tsunami molto più efficace, " ha detto Shillington. "Si ottiene molto più movimento verticale se la parte che si muove è vicina alla superficie del fondo marino." Un'analogia approssimativa:immagina di staccare un piccolo pezzo di un piatto da portata, posando i due pezzi insieme su un tavolo e battendo il tavolo dal basso; il pezzo più piccolo probabilmente salterà più in alto che se il piatto fosse intero, perché c'è meno da tenere premuto.
Le immagini del fondale marino sono state raccolte a bordo della nave da ricerca Marcus G. Langseth, la nave principale della nazione per la ricerca sismica. Credito:Osservatorio della Terra di Lamont-Doherty
Altre parti della zona di subduzione delle Aleutine sono già note per essere pericolose. Un terremoto e uno tsunami del 1946 originati più a ovest uccisero più di 160 persone, la maggior parte alle Hawaii. Nel 1964, un terremoto in mare aperto ha ucciso circa 140 persone con frane e tsunami, principalmente in Alaska; 19 persone sono morte in Oregon e California, e le onde sono state rilevate fino alla Papua Nuova Guinea e persino all'Antartide. A luglio 2017, un terremoto in mare aperto vicino alla punta occidentale delle Aleutine ha innescato un allarme tsunami in tutto il Pacifico, ma fortunatamente ha prodotto solo un'onda locale di sei pollici.
Per quanto riguarda lo Shumagin Gap, nel 1788, I coloni russi che vivevano nella vicina isola di Unga registrarono un grande terremoto e uno tsunami che spazzarono via le strutture costiere e uccisero molti nativi aleutini. I ricercatori dicono che potrebbe aver avuto origine a Shumagin Gap, ma non c'è modo di esserne sicuri. Rob Witter, un geologo dell'U.S. Geological Survey (USGS), ha setacciato le coste dell'area alla ricerca di prove di un tale tsunami, ma finora le prove gli sono sfuggite, Egli ha detto. Il potenziale pericolo "rimane un enigma qui, " ha detto. "Sappiamo così poco sui rischi delle zone di subduzione. Ogni piccola informazione nuova che possiamo raccogliere su come funzionano è preziosa, compresi i risultati in questo nuovo documento."
Gli autori affermano che, a parte il Giappone, una tale struttura di faglia è stata ben documentata solo al largo delle Isole Curili russe, a est delle Aleutine. Ma, Shillington ha detto, "Non abbiamo immagini da molti luoghi. Se dovessimo guardare in giro per il mondo, probabilmente ne vedremmo molto di più." John Miller, uno scienziato dell'USGS in pensione che ha studiato le Aleutine, ha detto che il suo stesso lavoro suggerisce che altri segmenti dell'arco hanno altre caratteristiche minacciose che assomigliano sia a quelle di Shumagin che al di fuori del Giappone. "I pericoli di aree come queste vengono solo ora ampiamente riconosciuti, " Egli ha detto.
Nell'Alaska rurale, le infrastrutture tendono a raggrupparsi lungo la costa, rendendolo vulnerabile allo tsunami. Qui, una comunità sull'isola di Kodiak. Le onde generate in questa regione potrebbero raggiungere le Hawaii e oltre. Credito:Matthias Delescluse
I sismologi di Lamont studiano i terremoti nelle Aleutine dagli anni '60, ma i primi studi furono condotti principalmente sulla terraferma. Negli anni '80, l'USGS ha raccolto lo stesso tipo di dati utilizzati nel nuovo studio, ma l'attrezzatura sismica ora in grado di produrre immagini molto più dettagliate in profondità sotto il fondo del mare ha reso possibile questa ultima scoperta, disse Becel. Lei e altri hanno condotto l'indagine di imaging a bordo della Marcus G. Langseth, nave ammiraglia degli Stati Uniti per la ricerca acustica. Di proprietà della National Science Foundation degli Stati Uniti, è gestito da Lamont-Doherty per conto delle università della nazione e di altri istituti di ricerca.