La stagione in cui si verifica un terremoto potrebbe influenzare l'entità del cedimento del suolo e della distruzione che l'evento porta, secondo un nuovo sguardo a due terremoti storici avvenuti circa 100 anni fa vicino ad Almaty, Kazakistan.

In un articolo pubblicato su Lettere di ricerca sismologica , i ricercatori concludono che il terremoto di Verny di magnitudo 7,3 del giugno 1887 e il vicino terremoto di Kemin di magnitudo 7,8 del gennaio 1911 probabilmente hanno prodotto una scossa simile. Però, il terremoto del 1911 causò molti più cedimenti del terreno, probabilmente a causa di uno strato di terreno ghiacciato poco profondo che era presente durante i mesi invernali.

Lo strato congelato potrebbe aver inibito il drenaggio dell'eccesso di pressione interstiziale attraverso la superficie durante il terremoto, provocando liquefazione in profondità. In effetti, lo strato ghiacciato che si estendeva per circa un metro sotto la superficie "era uno strato sigillante che non permetteva alla pressione dei pori di diffondersi, " ha spiegato Stefano Parolai, un coautore del documento presso l'Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale in Italia.

I risultati suggeriscono che i sismologi dovrebbero incorporare potenziali differenze stagionali nelle caratteristiche del suolo "poiché stanno effettuando valutazioni probabilistiche di liquefazione o cedimento del suolo, " ha aggiunto il co-autore Denis Sandron, anche all'Istituto Nazionale.

L'effetto del terreno ghiacciato sulla deformazione del suolo è già calcolato per alcuni tipi di infrastrutture come gli oleodotti in Alaska, ma Parolai ha affermato che lo studio del Kazakistan mostra l'importanza di considerare questi effetti anche nelle aree urbane, soprattutto quando può diventare un effetto stagionale.

Il terremoto di Verny (Verny è l'antico nome di Almaty) distrusse quasi tutti gli edifici in adobe della città e uccise 300 persone nel 1887. Il terremoto di Kemin, avvenuta a circa 40 chilometri da Verny, causato una quantità sorprendente di dissesti e distruzioni e 390 morti.

Parolai e i suoi colleghi hanno esaminato le registrazioni storiche dei due terremoti come parte di un progetto più ampio che studia gli effetti del sito e il rischio sismico in Asia centrale guidato dal Centro di ricerca tedesco per le geoscienze GFZ. I due terremoti di Almaty, compresi i loro effetti secondari come smottamenti, "sono stati molto ben documentati dalle spedizioni del Dipartimento minerario della Russia e della Società mineraria russa all'epoca, " Disse Parolai.

Le differenze nel cedimento al suolo tra i due terremoti lasciavano perplessi i ricercatori. Il fatto che i due terremoti si siano verificati in diversi periodi dell'anno ha spinto Sandron e i suoi colleghi a considerare se il terreno ghiacciato potesse essere stato un fattore di rottura del terreno, come i ricercatori precedenti avevano notato per il terremoto del Grande Alaska di magnitudo 9.2 del 1964.

Per esplorare questa idea, il team di ricerca ha creato simulazioni al computer dei terremoti utilizzando diversi modelli del profilo del suolo che avrebbero influenzato la velocità delle onde sismiche che li attraversavano, insieme ai dati sulla temperatura (esistono più di 100 anni di registrazioni della temperatura per Almaty) per determinare se è probabile che a gennaio ci sia uno strato di terreno ghiacciato a bassa profondità.

Una delle altre sfide, ha detto il co-autore Rami Alshembari , già del Centro Internazionale di Fisica Teorica in Italia e attualmente presso l'Università di Exeter nel Regno Unito, stava trovando un modo per includere registrazioni appropriate di dati di forte movimento nelle simulazioni, poiché "ovviamente non c'erano registrazioni digitali di questi due terremoti. Abbiamo dovuto scegliere gli studi più ragionevoli e robusti per l'input di forte movimento, " finalmente stabilendo i dati presi dal terremoto di Chi-Chi di magnitudo 7,6 del 1999 a Taiwan, opportunamente modificato, come molto simile ai terremoti di Almaty.

I modelli che includevano uno strato congelato profondo un metro come tenuta contro il drenaggio della pressione dei pori erano la soluzione migliore per il cedimento del terreno visto nel terremoto di Kemin, hanno concluso. Sebbene i ricercatori sospettassero che uno strato congelato potesse essere il colpevole, Parolai ha detto che sono rimasti sorpresi dalla forza dell'effetto.

I risultati suggeriscono che altri sismologi dovrebbero considerare la stagionalità nei loro studi sull'effetto del sito, ha notato. "Anche nei materiali dove non ci aspetteremmo questo effetto, a causa delle condizioni e delle temperature locali potrebbe accadere".

"Senza questa buona documentazione, probabilmente non avremmo notato questo effetto, " ha detto Parolai. "Questo ci dice che buoni dati presi in passato possono essere molto preziosi in 100 anni."