La maggior parte di ciò che sappiamo su terremoti e vulcani si basa su ciò che possiamo osservare sulla superficie terrestre. Però, la maggior parte dell'azione, soprattutto le prime attività che potrebbero aiutare con la previsione e la preparazione alle catastrofi, avviene in profondità nel sottosuolo.

Sviluppare un quadro più chiaro dei cambiamenti nelle condizioni del sottosuolo, insieme al monitoraggio continuo, potrebbero fornire informazioni salvavita prima di futuri disastri. Nel Giappone soggetto a terremoti, specialmente, vi è una continua necessità di mezzi efficaci per prevedere l'attività sismica.

Il National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (NIED) del Giappone ha sviluppato la rete Hi-net di centinaia di sismografi ad alta sensibilità distribuiti uniformemente in tutto il paese. I dati sismici ad alta risoluzione di Hi-net fanno luce sul funzionamento molto al di sotto della superficie. Una fonte chiave di informazioni da Hi-net è la velocità delle onde sismiche mentre viaggiano tra le stazioni. Difetti, fratture e fluidi nel sottosuolo, tra gli altri fattori, possono influenzare la velocità sismica. Così, i cambiamenti nella velocità sismica possono segnalare cambiamenti che si verificano nel sottosuolo ma non ancora evidenti in superficie.

Fino a poco tempo fa, poche variazioni nella velocità sismica erano state rilevate nel centro di Kyushu, L'isola maggiore più meridionale del Giappone. Però, ad aprile 2016, il terremoto di Kumamoto di MW 7.0 ha colpito la regione poco dopo una scossa di MW 6.2. Questi terremoti distruttivi sono stati seguiti da eruzioni del vulcano attivo più grande del Giappone, Monte Aso, in Aprile, maggio e ottobre dello stesso anno.

Un trio di ricercatori dell'Università di Kyushu e del suo Istituto internazionale per la ricerca sull'energia neutra al carbonio (I2CNER) ha studiato i dati di velocità sismica Hi-net, raccolti ininterrottamente da dicembre 2015 a novembre 2016, per comprendere le condizioni del sottosuolo associate a questi disastri. Hanno riportato i loro risultati in Progressi scientifici .

"Abbiamo applicato l'interferometria sismica al rumore ambientale registrato in 36 stazioni sismiche Hi-net, " Spiega Tatsunori Ikeda. "Abbiamo scoperto che durante il terremoto, la velocità è notevolmente diminuita, che potrebbe essere stato correlato a danni e variazioni di pressione intorno alla faglia di rottura profonda. Questa è stata seguita da una graduale "guarigione" della colpa nei mesi successivi, anche se diverse aree sono state recuperate in misura diversa".

I terremoti potrebbero anche aver mobilitato fluidi attorno al corpo magmatico di Aso. La velocità al di sotto della caldera è diminuita quando il terremoto ha colpito, ma si riprese relativamente rapidamente dopo le eruzioni; questo potrebbe aver rilasciato la pressione.

"Sebbene gli studi passati abbiano utilizzato approcci simili per la stima della velocità, la maggiore risoluzione spaziale che abbiamo ottenuto su un'ampia area ci ha permesso di identificare la distribuzione spaziale della zona di danno o stato di stress, ", afferma l'autore corrispondente Takeshi Tsuji. "Una distribuzione più densa consente di risolvere in modo più accurato le anomalie locali. I cambiamenti di velocità così identificati potrebbero essere utili nella stima di futuri terremoti e attività vulcanica".