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    La modellazione delle frane dopo il terremoto di Kaikoura fornisce dati ai primi soccorritori

    La frana di Stanton (centro media distanza) è di oltre 800 metri di diametro e ha lasciato un'evidente cicatrice sul fianco della collina sopra il deposito. La stretta gola formata dalla frana ha limitato la distanza che la frana poteva percorrere ma ha causato il blocco del fiume che un tempo scorreva qui, formando il nuovo lago arginato da frana in primo piano a sinistra. Credito:Tom Robinson

    Ore dopo il terremoto di Kaikoura del 2016 che ha colpito la Nuova Zelanda, i ricercatori sono stati in grado di condividere informazioni con i primi soccorritori su dove potrebbero essersi verificate frane significative per bloccare strade e fiumi, secondo un nuovo rapporto in Bollettino della Società Sismologica d'America .

    L'approccio di modellazione utilizzato per prevedere le frane legate ai terremoti era in fase di sperimentazione in Nuova Zelanda quando il terremoto di Kaikoura ha offerto un'opportunità fortuita di testare le sue capacità, ha affermato Tom Robinson della Durham University nel Regno Unito.

    Robinson e i suoi colleghi sono stati in grado di modellare le posizioni e i runout delle frane (la distanza massima percorsa dai detriti di frana) entro 24 ore dall'evento e hanno prodotto un secondo, modello raffinato 72 ore dopo l'evento. La modellazione prevedeva che le frane sarebbero state diffuse e avrebbero potuto avere un impatto sulle strade principali e su numerosi fiumi. Mentre l'approccio ha funzionato bene nel prevedere i blocchi stradali, ha sovraprevisto il verificarsi di frane in generale, che limita l'uso del modello nel determinare l'esatta posizione di tutte le frane.

    Però, questa analisi quasi in tempo reale ha permesso ai membri della Protezione civile della Nuova Zelanda e ad altri soccorritori di pianificare voli di ricognizione sulle regioni colpite per determinare dove le frane potrebbero causare ulteriori danni.

    "Per me, questa è la cosa davvero eccitante di questa ricerca, che siamo effettivamente in grado di tradurre la conoscenza dei pericoli in "qui è dove potrebbero essere gli impatti" e "qui sono dove potrebbero essere le perdite a causa di ciò, '", ha detto Robinson.

    "Le frane venivano dimenticate molto nei terremoti, ma questo sta cambiando ora, " Egli ha detto, dopo che recenti studi hanno confermato che danni significativi alle infrastrutture come le strade spesso derivano da successive frane, e non lo scuotimento del terreno che si verifica durante un terremoto.

    Nelle regioni montuose come il Nepal o la Cina, fino al 25% o più delle vittime di terremoti può provenire da frane, ha notato Robinson.

    Un inventario delle frane completato dopo l'evento di Kaikoura di magnitudo 7.8 ha contato più di 10, 000 frane, bloccare le strade, fiumi e ferrovie, e danneggiando le aree agricole, secondo un altro studio BSSA condotto da Chris Massey di GNS Science in Nuova Zelanda.

    Robinson ha affermato che il terremoto di Kaikoura ha causato danni relativamente piccoli agli edifici in Nuova Zelanda, un paese con forti norme edilizie antisismiche, "eppure le frane sulle strade, in particolare la Strada Statale 1, quale era la strada principale interessata, sono stati catastrofici».

    Durante il terremoto di Kaikoura, la frana Leader (in primo piano al centro) ha percorso circa 1 chilometro, lasciando una chiara cicatrice sul fianco della collina (sfondo al centro). La frana ha bloccato il fiume Leader e ha formato un nuovo lago a monte (estrema sinistra). Poco dopo la formazione il lago ha superato la diga e ha formato un nuovo corso di fronte alla frana. Credito:Tom Robinson

    Quando ha visitato la regione nel novembre 2017, un anno dopo il terremoto, era stata aperta solo una corsia della Strada Statale 1 e la strada è rimasta chiusa durante la notte e durante la forte pioggia, compreso un ciclone che ha trascinato nuovi detriti nella carreggiata. La stima per ripristinare la piena capacità dell'autostrada è vicina a 1 miliardo di dollari neozelandesi, disse Robinson.

    Le frane sono "estremamente complicate da prevedere" e sono più spesso studiate a posteriori, ha notato. Per rimediare a questo, lui e i suoi colleghi hanno sviluppato approcci di modellazione che attingono da recenti dati globali raccolti sui rischi di frana, "per vedere se possiamo imparare qualcosa da più eventi e usarlo per prevedere dove potrebbero verificarsi frane in eventi futuri altrove".

    I ricercatori hanno combinato questi dati nel loro modello con informazioni sugli angoli di copertura delle frane, una misura che aiuta a determinare l'eccentricità massima. Il loro modello è uno dei primi a tentare di prevedere quasi in tempo reale dove le frane potrebbero bloccare le strade e arginare i fiumi dopo un terremoto.

    Informazioni su entrambi questi impatti, ma soprattutto dighe di frana, è importante per i primi soccorritori, "Le dighe di frana spesso accadono in remoto, terreno difficile, e spesso vengono avvistati solo per caso, " ha detto Robinson. "Queste dighe possono traboccare e causare inondazioni esplosive molto rapidamente, e può essere molto pericoloso per le comunità a valle".

    Il modello neozelandese è stato progettato per prevedere la probabilità che si verifichino frane in celle di 25 x 25 metri in tutta l'area interessata. Per verificare il modello, è stato utilizzato un inventario dei punti di frana raccolti dopo il terremoto. La tendenza alla sovrapredizione del modello potrebbe essere un artefatto di come queste frane sono rappresentate da punti, Robinson ha detto, poiché una grande frana potrebbe in realtà comprendere centinaia o migliaia di celle.

    Risolvere il problema della previsione eccessiva potrebbe anche richiedere di saperne di più sui fattori che determinano la frana, Egli ha detto. "Ci sono anche tanti fattori diversi che contribuiscono allo smottamento, e anche se sappiamo relativamente bene quali sono questi fattori, sembra ancora in qualche modo casuale se una pendenza fallirà o meno.

    "Ad esempio, sappiamo che lo scuotimento e l'angolo di inclinazione determinano la maggior parte delle frane, ma in quella parte della Nuova Zelanda, hai angoli di inclinazione elevati ovunque, e dappertutto fu scosso fortemente, ma non tutti i pendii sono caduti, quindi ci sono altre complicazioni al lavoro lì, " Ha aggiunto.

    La modellazione dopo il terremoto di Kaikoura doveva essere eseguita manualmente, ma l'automazione del programma potrebbe ridurre significativamente il tempo necessario per fare previsioni di frane dopo un terremoto, disse Robinson.

    Lui e i suoi colleghi affermano che più dati globali ad alta risoluzione sulle frane, compreso l'imaging satellitare 3D, potrebbe aiutare a perfezionare il modello di frana e consentirne l'utilizzo in tutto il mondo. Ma archiviare e manipolare questi dati richiederebbe una maggiore capacità del computer, ha notato Robinson. "Al momento questo viene fatto solo su un desktop semplice come qualcuno potrebbe avere a casa".

    "Nelle ore immediatamente successive a un terremoto, non è possibile per noi ottenere immagini satellitari per mappare ogni singola frana, " ha detto. "È qui che pensiamo che la modellazione potrebbe potenzialmente colmare una lacuna, nei giorni dopo un terremoto, quando i soccorritori hanno bisogno di informazioni".


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