Nei prossimi 30 anni, c'è una possibilità su tre che la faglia di Hayward si rompa con un terremoto di magnitudo 6.7 o superiore, secondo l'indagine geologica degli Stati Uniti (USGS). Un tale terremoto causerà danni estesi alle strutture, trasporti e utenze, così come lo sconvolgimento economico e sociale nella East Bay.

Gli scienziati del laboratorio nazionale Lawrence Livermore (LLNL) e Lawrence Berkeley (LBNL) hanno utilizzato alcuni dei supercomputer più potenti del mondo per modellare lo scuotimento del terreno per un terremoto di magnitudo (M) 7.0 sulla faglia di Hayward e mostrare movimenti più realistici che mai. La ricerca appare in Lettere di ricerca geofisica .

Le simulazioni passate hanno risolto i movimenti del suolo da basse frequenze fino a 0,5-1 Hertz (vibrazioni al secondo). Le nuove simulazioni sono risolte fino a 4-5 Hertz (Hz), che rappresenta un aumento da quattro a otto volte delle frequenze risolte. I movimenti con queste frequenze possono essere utilizzati per valutare come gli edifici rispondono alle scosse

Le simulazioni si basano sul programma di simulazione sismica SW4 sviluppato da LLNL e sull'attuale migliore rappresentazione della terra tridimensionale (3-D) (geologia e topografia superficiale dell'USGS) per calcolare lo scuotimento del suolo delle onde sismiche in tutta la San Francisco Bay Area. I risultati sono, in media, coerente con modelli basati su movimenti sismici registrati in tutto il mondo.

"Questo studio mostra che un potente supercalcolo può essere utilizzato per calcolare lo scuotimento di un terremoto su un grande, scala regionale con più realismo di quanto siamo mai stati in grado di produrre prima, " ha detto Artie Rodgers, Sismologo LLNL e autore principale dell'articolo.

La faglia di Hayward è un'importante faglia strike-slip sul lato orientale della Bay Area. Questa faglia è capace di terremoti M 7 e presenta un significativo rischio di movimento del suolo per la densamente popolata East Bay, comprese le città di Oakland, Berkeley, Hayward e Fremont. L'ultima grande rottura avvenne nel 1868 con un evento M 6.8-7.0. All'epoca non erano disponibili osservazioni strumentali di questo terremoto. Però, i resoconti storici delle poche migliaia di persone che all'epoca vivevano nella East Bay indicano gravi danni alle strutture.

Il recente studio riporta movimenti del suolo simulati per un cosiddetto terremoto di scenario, una delle tante possibilità.

"Non ci aspettiamo di prevedere le specifiche dello scuotimento da un futuro terremoto di faglia di Hayward M 7, ma questo studio dimostra che ora sono possibili simulazioni 3D completamente deterministiche con frequenze fino a 4 Hz. Otteniamo un buon accordo con i modelli di movimento del suolo derivati ​​da registrazioni reali e possiamo studiare l'impatto della sorgente, effetti del percorso e del sito sui movimenti del suolo, " ha detto Rodgers.

Poiché queste simulazioni diventano più facili con miglioramenti in SW4 e potenza di calcolo, il team campionirà una serie di possibili rotture e indagherà su come variano i movimenti. Il team sta anche lavorando a miglioramenti a SW4 che consentiranno simulazioni a 8-10 Hz per movimenti ancora più realistici.

Per i residenti della East Bay, le simulazioni mostrano specificamente movimenti del suolo più forti sul lato orientale della faglia (Orinda, Moraga) rispetto al versante occidentale (Berkeley, Oakland). Ciò deriva da diversi materiali geologici, rocce sedimentarie più deboli e profonde che formano le East Bay Hills. La valutazione e il miglioramento del modello terrestre 3D è oggetto di ricerche attuali, ad esempio utilizzando il 4 gennaio, Terremoto di Berkeley M 4.4 del 2018 che è stato ampiamente avvertito intorno alla faglia settentrionale di Hayward.

Le simulazioni del movimento del suolo di grandi terremoti stanno guadagnando consenso man mano che i metodi di calcolo migliorano, le risorse di calcolo diventano più potenti e le rappresentazioni della struttura della terra in 3D e le sorgenti dei terremoti diventano più realistiche.

Rodgers aggiunge:"È essenziale dimostrare che le simulazioni di calcolo ad alte prestazioni possono generare risultati realistici e il nostro team lavorerà con gli ingegneri per valutare i movimenti calcolati, in modo che possano essere utilizzati per comprendere la conseguente distribuzione del rischio alle infrastrutture e, infine, per progettare sistemi energetici più sicuri, edifici e altre infrastrutture."