Il terremoto di Kaikoura in Nuova Zelanda nel 2016 ha causato danni estesi. I ricercatori della LMU hanno ora dissezionato i suoi meccanismi rivelando intuizioni sorprendenti sulla fisica dei terremoti con l'ausilio di simulazioni effettuate sul supercomputer SuperMUC.

Il terremoto di Kaikoura del 2016 (magnitudo 7.8) nell'Isola del Sud della Nuova Zelanda è tra gli eventi sismici più intriganti e meglio documentati in tutto il mondo - e uno dei più complessi. Il terremoto ha mostrato una serie di caratteristiche insolite, e da allora i processi geofisici sottostanti sono stati oggetto di controversie. I geofisici della LMU Thomas Ulrich e la dott.ssa Alice-Agnes Gabriel, in collaborazione con ricercatori dell'Université Côte d'Azur a Valbonne e dell'Hong Kong Polytechnic University, hanno ora simulato il corso del terremoto con un grado di realismo senza precedenti. Il loro modello, che è stato eseguito sul supercomputer SuperMUC dell'Accademia bavarese delle scienze presso il Leibniz Computing Center (LRZ) di Monaco di Baviera, chiarisce le ragioni dinamiche di questo raro terremoto multi-segmento. Questo è un passo importante verso il miglioramento dell'accuratezza delle valutazioni del rischio sismico in altre parti del mondo. I loro risultati appaiono nel giornale online Comunicazioni sulla natura .

Secondo gli autori dell'articolo, il terremoto di Kaikoura è il più complicato mai registrato e solleva una serie di importanti questioni. Una delle sue caratteristiche più sorprendenti è stata la successiva rottura di oltre 20 segmenti di una rete di guasti. "Guardando lo schema delle faglie superficiali colpite dal terremoto, si trovano grandi divari di oltre 15 km tra di loro. Fino ad ora, le analisi della pericolosità sismica si sono basate sul presupposto che le faglie distanti più di 5 km non si rompono in un singolo evento, " dice Gabriel. Una seconda osservazione insolita è stata che, anche se il terremoto è iniziato a terra, ha anche provocato il più grande tsunami registrato nella regione dal 1947. Ciò indica che le rotture del sottosuolo alla fine hanno innescato spostamenti locali del fondo marino.

Gli approfondimenti forniti dalle simulazioni hanno ora permesso di comprendere meglio le cause della sequenza di rotture di faglia che ha caratterizzato il terremoto. "Ciò è stato reso possibile dalla natura realistica del nostro modello, che incorpora le caratteristiche geofisiche essenziali del guasto di faglia, e riproduce realisticamente come le rocce del sottosuolo si fratturano e generano onde sismiche, " dice Gabriel. Il modello ha confermato che il terremoto di Kaikoura ha coinvolto una complessa cascata di rotture di faglia, che si propagava a zig zag. Le velocità di propagazione lungo i singoli sistemi di faglie non erano insolitamente lente, ma la complessa geometria della rete di faglie e i ritardi nelle transizioni tra i segmenti di faglia hanno portato a un percorso di rottura tortuoso. Mentre una grande quantità di forze tettoniche che si accumulano nel corso di decenni può sembrare intuitivamente necessaria per guidare un terremoto attraverso reti di faglie così complesse, gli autori suggeriscono che la forzatura richiesta fosse invece piuttosto debole. "La rottura di una faglia così debolmente caricata è stata potenziata da uno slittamento o scorrimento molto graduale al di sotto delle faglie, dove la crosta è più duttile e bassi livelli di resistenza all'attrito, promosso dalla presenza di fluidi", Gabriele spiega. "Inoltre, velocità di rottura elevate generalmente determinano la rapida dissipazione della resistenza di attrito."

I ricercatori affermano che il loro modello potrebbe contribuire a migliorare le stime del rischio sismico in determinate aree. Le attuali valutazioni dei pericoli richiedono un'attenta mappatura dei sistemi di faglia nella regione interessata, e viene quindi stimata la loro suscettibilità alla rottura sotto stress sismico. "La modellazione dei terremoti sta diventando una parte importante del set di strumenti di risposta rapida ai terremoti e per migliorare i codici di costruzione a lungo termine nelle aree soggette a terremoti fornendo interpretazioni guidate dalla fisica che possono essere integrate sinergicamente con sforzi stabiliti basati sui dati", afferma il primo autore dello studio, dottorato di ricerca studente Thomas Ulrich.