Uno sguardo più da vicino ai piccoli terremoti che hanno avuto luogo presso la diga di Oroville, ai piedi della Sierra Nevada in California, nel febbraio 2017, vicino al momento in cui lo sfioratore della diga è fallito, suggerisce che l'attività sismica era correlata allo scarico del serbatoio che ha aperto e chiuso le fratture nella roccia sottostante lo sfioratore.

Sembra probabile che il fluido fuoriuscito dalle fessure dello sfioratore principale abbia alterato la pressione sulle fratture rocciose sottostanti, facendoli aprire lentamente e poi richiudersi, ancora ed ancora, secondo il rapporto in Bollettino della Società Sismologica d'America .

I ricercatori dell'U.S. Geological Survey sono stati in grado di rilevare più di 19, 000 piccolissimi eventi sismici avvenuti negli ultimi 25 anni, apparentemente a causa di queste fratture che si aprono e si chiudono al di sotto dello sfioratore.

Gli eventi sismici non hanno causato il cedimento dello sfioratore principale della diga a metà febbraio 2017, ha affermato il sismologo dell'USGS Robert Skoumal, che ha guidato il gruppo di ricerca.

"Questi eventi sismici non sono stati direttamente associati al cedimento dello sfioratore. Sebbene gli esperti abbiano stabilito che l'acqua che fuoriesce dalle fessure dello sfioratore ha portato al cedimento, pensiamo che questa perdita d'acqua abbia causato anche gli eventi sismici, " ha spiegato Skoumal. "Questi eventi sismici si sono verificati per decenni prima del fallimento, e ha continuato a verificarsi dopo il fallimento stesso."

Skoumal e i suoi colleghi hanno esaminato più da vicino i segnali sismici situati vicino alla diga dopo due piccoli terremoti di magnitudo 0,8 e 1,0 verificatisi il 14 febbraio 2017. Dopo piogge insolitamente abbondanti nella zona e livelli dell'acqua da record nel bacino idrico di Oroville, parti dello sfioratore principale della diga di Oroville sono crollate tra il 7 e il 12 febbraio, provocando l'evacuazione di quasi 188, 000 persone nell'Oroville, zona californiana.

Utilizzando una tecnica chiamata template matching per cercare eventi simili al terremoto di magnitudo 1.0 del febbraio 2017, i ricercatori hanno rilevato più di 19, 000 piccoli eventi sismici alla diga verificatisi tra maggio 1993 e aprile 2018.

I terremoti del febbraio 2017 sono stati intriganti per Skoumal e i suoi colleghi alla luce di una sequenza di terremoti di magnitudo 5.7 del 1975 che in precedenza era stata collegata al riempimento del bacino idrico di Oroville. "Volevamo sapere se questi recenti terremoti potrebbero essere correlati anche a rapidi cambiamenti nel livello del serbatoio e determinare se questi eventi potrebbero essere precursori di terremoti di magnitudo maggiore, "Skomal ha detto.

Il giorno dopo i terremoti di magnitudo 0.8 e 1.0, che erano troppo piccoli per essere sentiti dagli umani, i ricercatori hanno completato un'analisi preliminare, "e molto rapidamente abbiamo visto che c'erano tonnellate di questo tipo di terremoti, situato vicino allo sfioratore, e non sembravano eventi naturali, "Skomal ha aggiunto.

I terremoti piccoli come gli eventi di Oroville spesso non vengono rilevati dal consueto monitoraggio sismico, così i ricercatori si sono rivolti a una tecnica chiamata template matching per cercare altri segnali sismici dall'area del serbatoio. "Con questo approccio, trattiamo la forma d'onda di un terremoto identificato con successo come un'impronta digitale, '", ha spiegato Skoumal. "Prendiamo quella 'impronta digitale' e scansioniamo decenni di dati alla ricerca di segnali che sembrano simili, solo con ampiezza minore."

La tecnica funziona bene con gli sciami sismici, molti terremoti che si verificano in un breve periodo di tempo. Gli sciami possono verificarsi naturalmente, vicino a vulcani o all'interno di zone di subduzione tettonica, ma sono comuni anche nei casi di sismicità indotta dall'attività umana, disse Skoumal.

"Stavamo assistendo a migliaia di piccoli eventi, che improvvisamente si accendeva e si spegneva, quindi sapevamo che c'era una sorta di trigger che stava causando questi eventi, " ha detto. "Ma era un puzzle a quel punto. Se è stato indotto, abbiamo pensato che fosse correlato al serbatoio stesso, perché ci sono molti esempi di serbatoi che inducono terremoti".

Però, quando gli scienziati hanno confrontato i dati sismici con i livelli dell'acqua nel serbatoio, c'era solo una debole correlazione tra i piccoli terremoti e gli alti livelli dell'acqua. Anziché, i dati sull'utilizzo dello sfioratore di Oroville dal Dipartimento delle risorse idriche della California si sono rivelati perfettamente compatibili con i dati sismici. I piccoli terremoti si sono verificati durante i periodi di deflusso dal serbatoio sopra lo sfioratore, e non erano collegati ai processi responsabili della sequenza del terremoto del 1975.

Lo scarico dello sfioratore che fuoriesce dalle fessure nello sfioratore probabilmente ha creato rapidi cambiamenti nella pressione del fluido lungo le fratture nella roccia alterata sottostante lo sfioratore. I ricercatori hanno concluso che questo processo potrebbe aver causato l'apertura e la chiusura ripetute delle fratture e la generazione di sciami sismici.

"Torneranno gli eventi sismici quando riprenderanno l'uso dello sfioratore, che da allora è stato riparato, o sono andati per sempre? A seconda della quantità di pioggia che riceviamo, potremmo scoprirlo nel prossimo anno o due, " Egli ha detto.