I geologi hanno migliorato i metodi per mappare le rocce dei fondali marini, aiutandoci a comprendere meglio i terremoti sottomarini e gli tsunami che possono causare.

La loro tecnica combina la tradizionale "mappatura acustica" con un metodo più recente chiamato "inversione completa della forma d'onda". Hanno scoperto che il loro nuovo metodo ha migliorato la loro visione delle rocce lungo una linea di faglia, un'interruzione nella crosta terrestre, al largo della costa orientale dell'Isola del Nord della Nuova Zelanda.

I ricercatori sperano che la loro visione più chiara delle rocce attorno a queste linee di faglia, i cui movimenti possono innescare terremoti e successivi tsunami, li aiuterà a capire meglio perché accadono tali eventi.

L'autrice principale Melissa Gray, dal Dipartimento di Scienze della Terra e Ingegneria dell'Imperial College di Londra, ha dichiarato:"Ora possiamo scansionare le rocce sottomarine per vedere le loro proprietà in modo più dettagliato. Speriamo che questo ci aiuti a capire meglio come avvengono i terremoti e gli tsunami".

"Tesoro"

Appena al largo della costa dell'Isola del Nord della Nuova Zelanda, il bordo della placca tettonica del Pacifico si abbassa sotto il bordo della placca australiana, un'area nota come zona di subduzione di Hikurangi.

La subduzione si riferisce a quando due placche si muovono l'una contro l'altra, costruzione di una pressione che alla fine fa scattare improvvisamente una piastra "scivolando" sotto l'altra. Questo slittamento improvviso può causare terremoti, che a loro volta innescano tsunami se accadono sott'acqua.

Però, la subduzione può anche causare terremoti silenziosi noti come eventi di "slittamento lento", che rilasciano la stessa quantità di energia di un tipico terremoto, ma per un periodo di tempo molto più lungo.

Gli eventi di slittamento lento spesso passano inosservati e non causano danni, ma gli autori di questo nuovo rapporto affermano che studiarli potrebbe costituire un "tesoro" di informazioni. Melissa ha dichiarato:"Il nostro nuovo modo di studiare gli eventi di slittamento lento potrebbe svelare un tesoro di indizi su quanto sia grande, accadono terremoti più devastanti”.

Immagini ecografiche della zona di subduzione, prima (L) e dopo (al centro e R) è stata utilizzata l'inversione della forma d'onda 2-D. Le foto del "dopo" mostrano la zona in modo molto più fine, dettaglio ad alta risoluzione.

Quake dilemma

Le attuali tecniche di mappatura delle rocce utilizzano le onde sonore per creare immagini di come appaiono le rocce a molti chilometri sotto terra, oltre a rivelare quanto siano porosi e duri e quanto fluido e gas potrebbero contenere. Queste informazioni aiutano gli scienziati a valutare come potrebbero comportarsi le rocce quando si accumula lo stress, e quanto tremito ci sarebbe in un terremoto.

Ora Melissa, insieme alla dottoressa Rebecca Bell e alla professoressa Joanna Morgan dell'Imperial, hanno collegato le informazioni correnti dell'onda sonora a una tecnica di imaging chiamata inversione completa della forma d'onda.

Questo metodo li ha aiutati a dipingere un'immagine della zona di faglia di Hikurangi con dettagli senza precedenti (fig.1). Hanno anche catturato le faglie poco profonde che furono responsabili del grande tsunami di Gisborne nel 1947 (fig. 3) - un esempio di un grande tsunami causato da un terremoto di slittamento lento relativamente piccolo.

Il metodo si basa sul concetto di "mappatura acustica", dove le onde sonore vengono inviate da una barca sulla superficie dell'oceano fino al fondo del mare e chilometri nella crosta terrestre. La quantità di tempo impiegata dalle onde per rimbalzare su diversi strati rocciosi e tornare sulla barca, come registrato dai microfoni subacquei trainati dietro la barca, dice agli scienziati la distanza dal fondale marino e dagli strati rocciosi, così come la probabile composizione delle rocce.

I ricercatori hanno combinato i dati della mappatura acustica con la tecnica di inversione della forma d'onda completa. Questo ha convertito le onde sonore in una risoluzione più alta, mappe più dettagliate dei fondali marini e delle rocce sottostanti.

Per verificare che i loro dati fossero accurati, gli autori hanno confrontato i loro modelli delle proprietà delle rocce mappate per inversione con i campioni raccolti dalla perforazione dall'International Ocean Discovery Program. Hanno scoperto che i modelli e i dati reali corrispondevano, indicando che la tecnica è accurata e affidabile, e può fornire più informazioni rispetto agli attuali metodi di perforazione.

I ricercatori affermano che questa combinazione di tecniche potrebbe aiutare i governi a produrre mappe di rischio più accurate per terremoti e tsunami.

Il coautore dello studio, il dott. Bell, ha dichiarato:"Possiamo usarlo per studiare le aree soggette a terremoti e tsunami intorno alla Nuova Zelanda e al resto del mondo".

Prossimo, lavoreranno per mappare il punto esatto in cui due bordi di placche tettoniche toccano a profondità di 10-15 chilometri.

Il Dr. Bell ha aggiunto:"Sebbene nessuno abbia mai visto linee di faglia come questa su una scala così grande prima, non conosciamo ancora le proprietà del confine della placca Hikurangi alla profondità in cui si verificano scivolamenti lenti.

"In definitiva, vogliamo capire perché alcuni scivoloni provocano terremoti devastanti, mentre altri no".