Una delle caratteristiche più sorprendenti dell'isola di Santa Catalina, a sud-ovest di Los Angeles, è un'assenza. A differenza di gran parte della costa della California e delle sue isole più vicine, A Catalina mancano le scogliere che salgono e scendono dal mare:resti di coste scavate quando il Pacifico traboccava più in alto di quanto non faccia oggi e i movimenti di faglia dovevano ancora spingere questa parte del continente oltre la portata dell'acqua.

Anziché, Le antiche spiagge di Catalina sono nascoste sotto le onde. Ora, una nuova ricerca condotta dai geofisici della Stanford University spiega perché:mentre la maggior parte delle isole della California meridionale si sta avvicinando lentamente, Catalina sta affondando.

Gli scienziati hanno discusso se Catalina sta salendo o affondando per più di 100 anni. Fino al 2012, l'US Geological Survey ha pubblicato un documento concludendo che l'isola si stava rapidamente sollevando. "Siamo direttamente contrari ai loro risultati, " ha detto Chris Castillo, uno studente laureato in geofisica presso la Stanford's School of Earth, Energy &Environmental Sciences (Stanford Earth) e autore principale del nuovo documento.

"Quando ci fermiamo a pensarci, ha perfettamente senso, ", ha detto il geofisico della Terra di Stanford Simon Klemperer, l'autore senior del documento. Immagina un gigante, piega a forma di S laterale nel confine della placca tettonica al largo della costa della California. "Quando le colpe sono un po' curve, poi quando i piatti scivolano l'uno sull'altro, alcuni pezzi vengono spinti verso l'alto e altri si abbassano, "Klemperer ha detto. "La metà del tempo dovresti aspettarti che un'isola stia andando giù. Il motivo per cui non vediamo che la maggior parte delle isole in fase di cedimento sono già scese sotto il livello del mare. Al largo, ci sono un mucchio di piatti con la punta piatta, montagne sottomarine sommerse che un tempo erano isole."

La rivelazione è la chiave per comprendere la tettonica delle placche e il rischio sismico nell'area intorno alla faglia di Sant'Andrea. "Se Catalina cambiasse direzione e cominciasse a salire, "Castillo ha detto, "Ciò implicherebbe una significativa riorganizzazione della distribuzione dello stress tettonico nel sud della California". E quando lo stress tettonico viene ridistribuito, può influenzare il movimento del suolo e i terremoti.

La ricerca, pubblicato nel Bollettino della Geological Society of America, sottoposto a revisione paritaria, arriva in mezzo alla crescente urgenza di comprendere i dettagli e gli spostamenti delle antiche coste, poiché le comunità costiere basse fanno i conti con inondazioni più frequenti e un aumento accelerato del livello del mare. Come ha detto Castillo, "Viviamo in un'epoca in cui il litorale sta cambiando di nuovo su di noi".

Invia i robot

Le grandi profondità delle terrazze di Catalina le hanno a lungo tenute fuori dalla portata degli scienziati che cercano di capire il movimento della crosta terrestre lungo il confine continentale nel sud della California. Per vincere questa sfida, i ricercatori hanno creato una mappa delle terrazze marine e della loro geometria interna utilizzando dati sismici, che comporta la misurazione del modo in cui le onde sonore rimbalzano sulle strutture sotto la superficie del fondo marino. Poi hanno schierato un paio di veicoli telecomandati, o ROV, legati alla nave da ricerca E/V Nautilus per verificarne i risultati.

Invio di istruzioni in tempo reale all'equipaggio del Nautilus dai computer di terra, Castillo e Klemperer hanno pilotato i robot su per il ripido pendio dell'isola, pendii fangosi che iniziano a più di mezzo miglio sotto il livello del mare. Hanno riempito i ROV fino all'orlo di nuclei, prelevare campioni e sedimenti aspirati dal fondo marino.

L'analisi di laboratorio dei campioni raccolti alla fine ha scoperto centinaia di conchiglie e fossili conservati in sedimenti quasi 1, 000 piedi più in profondità delle acque in cui si sa che la specie viveva – prova che la terra è scesa dal tempo dei depositi. Liscio, pietre arrotondate trovate molto al largo nel più antico di Catalina, le terrazze più profonde assomigliano molto a quelle modellate dalle onde vicino alle spiagge moderne. Tutto ciò indica che le terrazze erano una volta proprietà sulla spiaggia.

Cosa c'è di più, la datazione al carbonio dei fossili raccolti da un terrazzo li fa risalire all'ultima era glaciale, che corrisponde quasi esattamente a quando le mappe geofisiche del gruppo suggerivano che parte dell'isola sarebbe stata molto più vicina al livello del mare, nelle acque poco profonde dove prosperavano quegli organismi.

Lo studio si basa sulla ricerca Castillo presentata per la prima volta nel 2015, il che suggeriva che Catalina stesse affondando e inclinando a una velocità che avrebbe potuto mettere l'isola completamente sott'acqua entro 3 milioni di anni. Ora, con le ulteriori prove fossili datate al carbonio incluse in questo documento, Klemper ha detto, il dibattito sull'ascesa o la caduta di Catalina dovrebbe essere risolto. "Abbiamo assoluto, convinzione al 100% che l'isola stia attualmente crollando".

Inclinando verso la terraferma

La ricerca mostra che Catalina è affondata ogni decennio per oltre un milione di anni di almeno otto millimetri, circa l'altezza di quattro nichelini. Ma è anche leggermente inclinato verso la terraferma, rendendo le scogliere sottomarine dell'isola sempre più ripide nel tempo.

Il processo sta gradualmente aumentando le probabilità che pezzi di scogliera cadano in frane sottomarine, che la nuova ricerca rivela sono avvenuti nel passato di Catalina.

Questi eventi interessano gli scienziati perché in alcuni casi il rapido movimento dei sedimenti e delle rocce del fondale marino può causare tsunami e devastare le infrastrutture marine. Di conseguenza, comprendere i fattori scatenanti e le dinamiche delle frane sottomarine può far luce sul rischio di tsunami per le comunità costiere, nonché sulle minacce alle condutture energetiche in acque profonde e ai cavi di comunicazione sottomarini. Lo studio delle frane sommerse può persino far luce sul clima passato di Marte, dove depositi di frane analoghi a quelli terrestri possono contenere indizi sulla presenza di ghiaccio o acqua.

Un terremoto di magnitudo 5,3 – che è abbastanza forte da spostare mobili pesanti ma non danneggiare gli edifici – ha fatto scivolare migliaia di tonnellate di materiale roccioso sul fondo dell'oceano da una delle isole vicine a Catalina quest'anno. "Se si fosse verificato un terremoto più grande, "Castillo ha detto, "il crollo e le onde risultanti potrebbero essere stati significativi per la terraferma". Però, Castillo ha detto, qualsiasi tsunami causato da frane a Catalina in futuro sarebbe minuscolo ed estremamente improbabile.

Oltre Catalina

Comprendere l'ascesa e la caduta dei terrazzamenti lungo la costa della California ha implicazioni che vanno ben oltre le comunità locali. Ingrandendo e misurando metro per metro come sono cambiati i livelli del mare in relazione alla terra in questo sito, con più linee di evidenza su un periodo di oltre un milione di anni, il lavoro potrebbe aiutare a calibrare i modelli del livello del mare, migliorare le previsioni sull'innalzamento dei mari e consentire ad altri ricercatori di valutare con precisione il sollevamento o l'affondamento della crosta terrestre senza le spese di perforazione e carotaggio. Consideralo simile alle diagnosi mediche che ora possono essere fatte solo con l'imaging, senza incisioni per capire cosa c'è sotto la pelle.

"Avere più punti possibili sul percorso aiuta davvero a darci un quadro più preciso del livello globale del mare nel tempo, " disse Castillo. "Se sappiamo come modellare matematicamente ciò che è successo in passato, allora possiamo probabilmente continuare così in futuro."