Uno dei peggiori incubi per molti residenti del nord-ovest del Pacifico è un enorme terremoto lungo la zona di subduzione della Cascadia al largo, che scatenerebbe scosse dannose e probabilmente mortali nella Washington costiera, Oregon, Columbia Britannica e California settentrionale.

L'ultima volta che è successo è stato nel 1700, prima che gli strumenti sismici fossero in giro per registrare l'evento. Quindi cosa accadrà quando si romperà la prossima volta è in gran parte sconosciuto.

Un progetto di ricerca dell'Università di Washington, che sarà presentato il 24 ottobre al meeting annuale della Geological Society of America a Seattle, simula 50 modi diversi in cui potrebbe verificarsi un terremoto di magnitudo 9.0 nella zona di subduzione di Cascadia.

"C'erano state solo una manciata di simulazioni dettagliate di un terremoto di Cascadia di magnitudo 9, ed era difficile sapere se stavano mostrando l'intera gamma, " ha detto Erin Wirth, che ha guidato il progetto come ricercatore post-dottorato UW in Scienze della Terra e dello spazio. "Con solo poche simulazioni non sapevi se stavi vedendo un caso migliore, un caso peggiore o uno scenario medio. Questo progetto ci ha davvero permesso di essere più fiduciosi nel dire che stiamo vedendo l'intera gamma di possibilità".

Al largo della costa dell'Oregon e di Washington, la placca oceanica Juan de Fuca si sta lentamente muovendo sotto la placca nordamericana. Gli indizi geologici mostrano che per l'ultima volta ha scosso e scatenato un forte terremoto nel 1700, e che lo fa all'incirca una volta ogni 500 anni. Potrebbe succedere ogni giorno.

Il progetto di Wirth ha eseguito simulazioni utilizzando diverse combinazioni per tre fattori chiave:l'epicentro del terremoto; fino a che punto si romperà nell'entroterra il terremoto; e quali sezioni della faglia genereranno lo scuotimento più forte.

I risultati mostrano che l'intensità dello scuotimento può essere inferiore per Seattle se l'epicentro è abbastanza vicino al di sotto della città. Da quel punto di partenza, le onde sismiche si irradieranno lontano da Seattle, inviando le scosse più grandi nella direzione di marcia della rottura.

"Sorprendentemente, Seattle sperimenta tremori meno gravi se l'epicentro si trova appena sotto la punta del nord-ovest di Washington, " disse Wirth. "Il motivo è che la rottura si sta propagando lontano da Seattle, quindi colpisce maggiormente i siti offshore. Ma quando l'epicentro si trova abbastanza lontano dalla costa, la rottura viaggia nell'entroterra e tutto quel forte terreno che trema si accumula sulla strada per Seattle, per rendere molto più forte lo scuotimento di Seattle".

Lo sforzo di ricerca è iniziato stabilendo quali fattori influenzano maggiormente il modello di scuotimento del terreno durante un terremoto di Cascadia. Uno, Certo, è l'epicentro, o più precisamente l'"ipocentro, " che individua il punto di partenza del terremoto nello spazio tridimensionale.

Un altro fattore che hanno ritenuto importante è la distanza verso l'interno della faglia. Un terremoto di magnitudo 9.0 probabilmente cederebbe lungo l'intera estensione nord-sud della zona di subduzione, ma non è ben noto fino a che punto si estenderebbe l'area che produce scosse, avvicinandosi all'area sotto grandi città come Seattle e Portland.

Il terzo fattore è una nuova idea relativa alla viscosità di una zona di subduzione. I ricercatori sismici sono diventati consapevoli dell'importanza dei "punti critici, " o aree tra le piastre che possono catturare e generare più scuotimenti. Questa è ancora un'area di ricerca attuale, ma i confronti di diverse stazioni sismiche durante il terremoto del Cile del 2010 e il terremoto di Tohoku del 2011 mostrano che alcune parti della faglia hanno rilasciato scosse più forti di altre.

Wirth ha simulato un terremoto di magnitudo 9.0, circa a metà del range delle stime per la magnitudo del terremoto del 1700. Le sue 50 simulazioni hanno utilizzato variabili che abbracciano valori realistici per la profondità della scivolata, e aveva ipocentri e punti appiccicosi posizionati casualmente. Le simulazioni ad alta risoluzione sono state eseguite su supercomputer presso il Pacific Northwest National Laboratory e l'Università del Texas, Austin.

Globale, i risultati confermano che le zone costiere sarebbero le più colpite, e luoghi in bacini pieni di sedimenti come il centro di Seattle tremerebbero più che forte, cime rocciose. Ma in quel quadro generale, l'immagine può variare molto; a seconda dello scenario, l'intensità dell'agitazione può variare di un fattore 10. Ma nessuna delle immagini è rosea.

"Stiamo riscontrando una grande amplificazione del terremoto nel bacino di Seattle, " ha detto il collaboratore Art Frankel, un sismologo del Geological Survey degli Stati Uniti e membro di facoltà affiliato presso l'UW. "La durata media di un forte scuotimento a Seattle è di circa 100 secondi, circa quattro volte più a lungo rispetto al terremoto di Nisqually del 2001."

La ricerca è stata condotta nell'ambito del Progetto M9, uno sforzo finanziato dalla National Science Foundation per capire come potrebbe essere un terremoto di magnitudo 9 nel nord-ovest del Pacifico e come le persone possono prepararsi. Due pubblicazioni sono in fase di revisione da parte dell'USGS, e gli ingegneri stanno già utilizzando i risultati della simulazione per valutare come gli edifici alti di Seattle potrebbero rispondere al modello previsto di scuotimento.

Come nuovo dipendente dell'USGS, Wirth ora utilizzerà indizi geologici per restringere i possibili scenari sismici.

"Abbiamo identificato quali parametri riteniamo siano importanti, " disse Wirth. "Penso che ci sia un futuro nell'usare prove geologiche per limitare questi parametri, e forse migliorare la nostra stima del rischio sismico nel nord-ovest del Pacifico".