La sequenza del terremoto di Ridgecrest del 2019 ha rivelato aree del bacino di Los Angeles in cui l'amplificazione dello scuotimento dei grattacieli è maggiore, secondo un nuovo rapporto in Lettere di ricerca sismologica .

Il terremoto del 6 luglio 2019 di magnitudo 7.1, situato a 200 chilometri (124 miglia) a nord di Los Angeles, non ha causato danni strutturali alla città. Ma c'è stata una significativa scossa in alcuni grattacieli nel centro di Los Angeles, tanto che i loro residenti hanno riferito di sentirsi nauseati dal movimento.

Tutti gli edifici hanno una "vibrazione" o oscillazione naturale, che ingegneri civili e sismologi chiamano il periodo naturale più lungo dell'edificio poiché segna il tempo necessario affinché un edificio si muova avanti e indietro in un ciclo in un piano parallelo al suolo. Grattacieli di 15 piani o più, ponti a grande campata e serbatoi di stoccaggio del carburante di grande diametro, tra le altre strutture, in genere hanno periodi naturali di tre secondi o più.

Utilizzando i dati di una rete di stazioni sismiche nel bacino di Los Angeles, Monica Kohler di Caltech e i suoi colleghi hanno determinato che gli edifici di lungo periodo hanno subito la maggiore amplificazione delle scosse dal terremoto di Ridgecrest.

Ma l'effetto non fu lo stesso in tutto il bacino. A periodi di sei e otto secondi, la massima amplificazione si è verificata nella parte occidentale del bacino di L.A. e nella San Fernando Valley centro-meridionale.

In caso di un futuro terremoto simile a Ridgecrest, un grattacielo in quelle aree potrebbe subire tremori quattro volte più grandi di un edificio situato nel centro di Los Angeles, hanno concluso i ricercatori. In un edificio di 52 piani, ciò significa che i piani superiori potrebbero oscillare avanti e indietro fino a un metro (circa 3 piedi) o fino a due metri in un terremoto di magnitudo 7,6, mettendo a dura prova l'integrità strutturale dell'edificio.

Quando le onde sismiche entrano nei sedimenti più morbidi che riempiono un bacino, rallentano e la loro energia "si accumula, " creando onde di ampiezza maggiore che portano a scuotimenti più forti. I ricercatori di tutto il mondo hanno scoperto che in generale, le parti più profonde del bacino, quelle con la maggior parte dei sedimenti sovrastanti il ​​substrato roccioso, sperimentano la maggiore amplificazione.

Però, Kohler e colleghi hanno trovato solo una correlazione parziale tra la profondità del bacino e l'amplificazione nel loro studio.

"C'è sempre stata questa ipotesi che più profondi sono i sedimenti o più spesso è il bacino ... più amplificazione vedrai, e pensavamo di vederlo con i nostri risultati, " ha detto Kohler. "Ma i siti con le maggiori amplificazioni per questi lunghi periodi di oltre tre secondi non sono vicini alla porzione più profonda del bacino".

"Questo è preoccupante perché il codice edilizio di prossima generazione è in fase di sviluppo in modo da incorporare parametri che tengono conto degli effetti del bacino profondo, " lei ha aggiunto, "e se ottieni la posizione degli effetti di amplificazione sbagliata, avrai un'applicazione del regolamento edilizio che non è adatta a luoghi specifici."

Gli scienziati sono stati in grado di vedere un modello di amplificazione del sito dopo il terremoto di Ridgecrest con l'aiuto di una rete di oltre 500 stazioni sismiche in tutta la regione, di cui 360 stazioni appartenenti alla Rete Sismica Comunitaria (CSN). Il CSN è costituito da accelerometri a basso costo posizionati in tutta l'area di Los Angeles, in particolare negli edifici del distretto scolastico unificato di Los Angeles. I dati dalla rete possono essere elaborati presso il sito del sensore o nel cloud, e Kohler lo definisce "un ottimo esempio di progetto di scienza dei cittadini che ha funzionato per un decennio".

"Più densa è la rete sismica che hai, la migliore risoluzione, meglio puoi vedere variazioni su piccola scala spaziale nello scuotimento del terreno, " ha spiegato Kohler.

Ha confrontato i risultati con l'essere improvvisamente in grado di selezionare le caratteristiche delle singole stelle da una sfocatura cosmica con un telescopio migliore. "Stiamo assistendo a un livello di dettaglio molto maggiore di quanto visto prima".

È probabile che diversi fenomeni contribuiscano alle variazioni dell'amplificazione dello scuotimento attorno al bacino, ha notato Kohler. Lei e i suoi colleghi sono particolarmente incuriositi da una possibilità:che depositi di sedimenti sepolti poco profondi associati a corsi d'acqua storici e allo sviluppo di petrolio e gas potrebbero svolgere un ruolo.

"Stiamo esaminando attivamente se esiste una correlazione spaziale tra il luogo in cui questi sistemi idrici antichi e attuali associati al fiume L.A. potrebbero avere un effetto, "Kohler ha detto, "se c'è una relazione tra il luogo in cui esistono i sistemi idrici e quello che esistevano, e il tipo di amplificazione che vedi nel movimento del suolo."