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Un team internazionale di scienziati ha identificato per la prima volta le condizioni in profondità sotto la superficie terrestre che portano all'innesco dei cosiddetti terremoti "al rallentatore".
Questi eventi, più comunemente noti come eventi di slittamento lento, sono simili ai normali terremoti improvvisi e catastrofici ma si verificano su scale temporali molto più lunghe, di solito da giorni a mesi.
Perforando fino a poco più di 1 km di profondità in acque profonde di 3,5 km al largo della costa della Nuova Zelanda, il team ha dimostrato che le aree delle zone di faglia in cui si verificano eventi di scivolamento lento sono caratterizzate da un "mash up" di diversi tipi di roccia.
I risultati, pubblicato oggi sulla rivista Progressi scientifici , hanno mostrato che le aree sono costituite da una topografia del fondale marino estremamente irregolare fatta di rocce di dimensioni notevolmente variabili, tipo e caratteristiche fisiche.
L'autore principale del documento, Dr. Philip Barnes del National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA) della Nuova Zelanda, descrisse che "alcune rocce erano molli e deboli, mentre altri erano duri, cementato e forte».
Questo ha dato agli scienziati il primo sguardo in assoluto sui tipi e le proprietà delle rocce direttamente coinvolte nei terremoti al rallentatore e inizia a rispondere ad alcune delle principali domande in sospeso che circondano questi eventi unici, come se possono o meno innescare più grandi, terremoti e tsunami più dannosi.
La spedizione guidata dall'UTIG ha perforato i nuclei dalla zona di subduzione e ha rivelato una sorprendente diversità nelle rocce sepolte a mezzo miglio sotto il fondo del mare. Questo miscuglio di rocce significa un mix di punti deboli e forti nella crosta terrestre che, secondo gli scienziati, influenza il verificarsi dei terremoti. Credito:IODP JRSO
Co-autore dello studio Dr. Ake Fagereng, dalla Scuola di Scienze della Terra e dell'Oceano dell'Università di Cardiff, ha dichiarato:"Questo è stato il primo tentativo di campionare le rocce che ospitano eventi di scivolamento lento, e il sorprendente, l'osservazione immediata è che i loro punti di forza sono estremamente variabili. Si può quindi visualizzare la sorgente di lento scorrimento come una miscela di rocce dure e deboli, e usa questo come punto di partenza per i modelli di come si verifica lo slittamento lento."
Scoperto per la prima volta sulla faglia di San Andreas in California, ma dal 2002 si è verificato in diverse altre località, gli eventi di slittamento lento rimangono un mistero relativo per gli scienziati, che stanno cercando di scoprire come, dove e perché si verificano e cosa guida il loro comportamento.
Come parte del loro studio, il team internazionale ha intrapreso due spedizioni dell'International Ocean Discovery Program (IODP) a bordo della nave di ricerca JOIDES Resolution nella zona di subduzione di Hikurangi al largo della costa orientale dell'Isola del Nord nel 2017 e nel 2018.
Era la prima volta che gli scienziati studiavano, e direttamente campionato, rocce dalla regione di origine degli eventi di scorrimento lento utilizzando metodi di perforazione scientifica del fondo oceanico.
Una mappa della Nuova Zelanda che mostra la zona di subduzione di Hikurangi al largo della costa dell'Isola del Nord della Nuova Zelanda. I cerchi rossi sono i siti in cui la spedizione scientifica guidata dall'UTIG ha perforato e recuperato nuclei di materiale roccioso dall'interno della zona di subduzione. Credito:IODP JRSO
La zona di subduzione di Hikurangi è la più grande faglia sismica della Nuova Zelanda ed è uno dei posti migliori al mondo per studiare lo scorrimento lento perché qui questi eventi si verificano vicino al fondo del mare, il che rende molto più facile la perforazione per raccogliere campioni di roccia.
Ad esempio, Laura Wallace di GNS Science, Nuova Zelanda, descrive che il terremoto di Kaikoura del 2016 ha innescato una serie di importanti eventi di scivolamento lento nella zona di subduzione di Hikurangi, dove la placca del Pacifico si tuffa sotto l'Isola del Nord orientale, ed è stato l'episodio più diffuso di scivolamento lento visto in Nuova Zelanda da quando sono stati scoperti per la prima volta in Paese.
Questi eventi di lento slittamento dopo il terremoto di Kaikoura hanno rilasciato una grande quantità di energia tettonica accumulata e sono durati nelle settimane e nei mesi successivi al terremoto.
Durante la spedizione il team ha perforato due pozzi per ottenere una sequenza di rocce e sedimenti sulla placca in arrivo (del Pacifico) in avvicinamento all'Isola del Nord.
I dati di perforazione sono stati interpretati insieme a profili di riflessione sismica, o immagini degli strati sotto la superficie della terra che vengono creati in mare dalle onde sonore.
Lo studio ha indicato che la coesistenza di questi tipi di roccia contrastanti nella zona di faglia può portare ai lenti movimenti di scorrimento osservati al largo di Gisborne, e forse altrove ai confini di subduzione in tutto il mondo.
Infatti, Il dottor Barnes afferma che la ricerca avrà una rilevanza diretta non solo in Nuova Zelanda, ma in aree come il Giappone e il Costa Rica, che siedono sull'Anello di Fuoco, il perimetro del bacino dell'Oceano Pacifico dove si verificano molti terremoti ed eruzioni vulcaniche.
"Ora sappiamo che una miscela altamente variabile di resistenze rocciose fa parte della ricetta per lo scorrimento lento. Questo apre a nuovi studi su come tali miscele si deformano, perché possono generare uno slittamento lento, e in quali condizioni (se ce ne sono) possono anche generare terremoti dannosi. Questo può aiutare ad affrontare la questione in sospeso di come interagiscono i terremoti e gli eventi di slittamento lento, " ha continuato il dottor Fagereng.
