La stazione Transportable Array P19K è una delle stazioni più vicine all'origine del terremoto di Iniskin. I pannelli solari alimentano la stazione, e il sismometro è sepolto in un pozzo trivellato appositamente per isolarlo dal rumore superficiale. Foto scattata nel 2017 durante una visita al sito di servizio da parte degli istituti di ricerca incorporati per la sismologia (IRIS). IRIS gestisce l'installazione e la manutenzione della stazione Transportable Array. Credito:Doug Bloomquist, IRIS
Il terremoto di Iniskin del 2016 (magnitudo 7.1) che ha scosso Anchorage, Alaska, è stato catturato dai sismometri dell'EarthScope Transportable Array. Questi dati stanno aiutando Geoff Abers, professore al Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Atmosfera della Cornell University, e Michael Mann, uno studente laureato nel suo gruppo, esplorare le risposte per colmare le lacune cruciali nella comprensione dei terremoti intra-lastra. Il loro lavoro può fornire informazioni sul 30 novembre, Terremoto di magnitudo 7.0 del 2018 vicino ad Anchorage. Potrebbe anche aiutare a migliorare le valutazioni del rischio sismico in futuro.
I terremoti intra-lastra di solito si verificano nelle profondità della terra, all'interno delle placche tettoniche che scendono nel mantello nelle zone di subduzione. Perché sono così profondi, i terremoti intra-lastra possono essere di grande magnitudo e avvertiti su una vasta area; però, di solito non mostrano una forte accelerazione delle onde sismiche o movimento del suolo poiché la faglia che causa il terremoto è profonda. Iniskin era diverso.
Il terremoto di Iniskin ha avuto origine all'interno della placca del Pacifico, che viene lentamente forzato sotto la placca nordamericana. "Il terremoto di Iniskin era profondo 125 km, ma ha causato un movimento del suolo molto elevato che è stato sentito e registrato ad Anchorage, ed in particolare dove è presente una fitta rete di accelerometri. Quando si è verificato nel 2016 era in realtà la più forte scossa di terra ad Anchorage dal grande terremoto del 1964 che distrusse metà della città, " ha detto Abers all'inizio di novembre, prima del dannoso terremoto del 30 novembre. Il terremoto di Iniskin è stato a più di 270 km da Anchorage.
Il terremoto di magnitudo 7.0 verificatosi il 30 novembre è stato anche un terremoto intra-lastra all'interno della placca pacifica in subduzione, ma era profondo solo 44 km ea poche miglia da Anchorage. Ha prodotto danni ingenti, e mentre i dati iniziali sono ancora in fase di elaborazione, serve come promemoria del pericolo rappresentato da questo tipo di terremoto.
Il terremoto di Iniskin ha offerto un'ottima opportunità per studiare la meccanica di un terremoto intra-lastra, e come la geologia locale può cambiare drasticamente gli effetti del terremoto. Il terremoto di Iniskin ha scosso Anchorage poco dopo che i sismometri dell'array trasportabile di EarthScope erano stati installati nell'Alaska centromeridionale. L'array trasportabile è costituito da centinaia di stazioni sismiche disposte in una griglia; ha scavalcato la sua strada ogni due anni attraverso le aree del continente per più di un decennio ed è attualmente in Alaska. La griglia, con una spaziatura di circa 85 km, copre l'Alaska dal panhandle sud-est al North Slope.
"Siamo in grado di fare questo studio solo perché l'array trasportabile ha installato alta qualità, strumenti all'avanguardia in molti luoghi altrimenti inaccessibili, " ha detto Mann.
"Sappiamo da tempo che occasionalmente si verificano grandi terremoti all'interno delle lastre e c'è stata qualche preoccupazione che siano sottorappresentati a livello globale nelle stime dei pericoli nei luoghi del mondo in cui si verificano. Quindi questa è un'opportunità per approfondire un po' più in profondità per cercare di capire cosa stava succedendo qui, " ha detto Aber.
Cosa ha causato un tale movimento inaspettato dal terremoto di Iniskin? Abers e Mann pensano che ci siano due possibili fattori basati sulla geologia locale:uno è la temperatura del mantello attraverso il quale le onde sismiche viaggiano per raggiungere la superficie, e un altro è che le onde sismiche possono talvolta rimbalzare tra gli strati di una placca tettonica in subduzione.
Anchorage si trova vicino al bordo della placca nordamericana, dove la placca continentale spinge la placca pacifica nel mantello. Il piatto dalla superficie è più fresco, e quindi più solido, del mantello circostante, quindi le onde sismiche viaggiano più velocemente.
"A temperature molto basse la terra è come una campana, solo squilla e le onde possono propagarsi, "Ha detto Abers. "Abbiamo potuto vederlo solo per il terremoto di Iniskin perché la Transportable Array ha effettivamente schierato stazioni per la prima volta a ovest di Anchorage ea nord della catena montuosa dell'Alaska".
Il Transportable Array ha permesso un confronto di onde sismiche alla stessa distanza dalla sorgente del terremoto, ma in direzioni diverse. A nord della catena dell'Alaska, dove la distanza dalla zona di subduzione significa che la crosta giace sopra il mantello, le onde sismiche devono viaggiare attraverso il mantello caldo per arrivare ad Anchorage. La roccia riscaldata è più morbida e "più pastosa, "quindi le onde sismiche non viaggiano così velocemente come attraverso la crosta più fredda.
"Questi segnali sono davvero piccoli rispetto ai segnali molto grandi che vedrai ad Anchorage a distanze comparabili, di un fattore da 20 a 50 alle frequenze a cui teniamo, " ha detto Abers. "Questi non sono effetti sottili."
L'altra possibile ragione per cui il terremoto di Iniskin ha scosso così tanto il suolo ha a che fare con la struttura locale della crosta. Abers e Mann hanno scoperto che ad alcune frequenze, le onde sismiche sembravano amplificate. La crosta è costituita da più strati di diversi tipi di roccia. Se uno strato più debole è racchiuso tra strati più forti nella crosta che affonda della zona di subduzione, le onde sismiche possono risalire la piastra in subduzione ed essere catturate nello strato a sandwich, rimbalzando avanti e indietro e amplificando l'energia dell'onda.
"Sappiamo di questo problema da un po', ma non ha davvero capito come vengono valutati i pericoli di questi terremoti in modo molto chiaro, perché non abbiamo capito come determinare i parametri, " disse Abers. In posti come Anchorage, la valutazione del rischio sismico potrebbe dover includere informazioni sulla terra profonda, decine di miglia giù, e non solo la geologia vicino alla superficie. Perplesso su cosa sia successo durante il terremoto di Iniskin e forse quello del 30 novembre, e avere una buona copertura di dati per confrontare i terremoti da diverse località, è un passo avanti per migliorare la valutazione del rischio per i terremoti intra-lastra in futuro.
