A sinistra:rottura di un terremoto con scivolamento obliquo. La superficie che taglia la crosta terrestre è una faglia. L'offset obliquo del blocchetto indica la direzione di scorrimento. I colori sul piano di faglia mostrano la quantità di slittamento di faglia per cinque volte consecutive, generato da una simulazione al computer. Lo scorrimento è limitato in profondità e scorre lungo la faglia ad una velocità chiamata velocità di rottura. A destra:le velocità di rottura che possono raggiungere i grandi terremoti a scorrimento obliquo. Questo diagramma mostra come le velocità di rottura stazionarie di grandi terremoti nel nuovo modello di Weng e Ampuero (2020) dipendono dall'angolo di scivolamento-obliquità e dalla forza della faglia. Credito:H. Weng e J.P. Ampuero, Geoscienze naturali (2020).
In un articolo pubblicato il 9 novembre in Geoscienze naturali , Jean-Paul Ampuero e Huihui Weng, due ricercatori dell'Université Côte d'Azur e dell'Istituto nazionale di ricerca francese per lo sviluppo sostenibile (IRD-France) propongono un nuovo modello per prevedere la velocità di propagazione dei terremoti.
Tra i pericoli naturali più dannosi, i terremoti sono ancora oggi uno dei fenomeni meno compresi nelle Scienze della Terra. I terremoti si verificano quando le rocce su entrambi i lati di una faglia tettonica scivolano. Lo scorrevole, però, non si verifica lungo tutta la faglia in una volta ma inizia in un punto, l'ipocentro, e quindi si diffonde su tutta la faglia ad una velocità nota come "velocità di rottura" del terremoto. I geofisici sono particolarmente interessati alle velocità di rottura perché più sono veloci, più forti sono le onde sismiche e quindi maggiori sono i danni provocati.
I modelli sismici sviluppati finora hanno concluso che i terremoti non possono propagarsi in modo stabile e sostenibile a velocità arbitrarie. Gli scienziati avevano quindi determinato un intervallo di "velocità proibita" situato tra la velocità delle onde P e S, le due principali onde sismiche che si propagano attraverso la Terra. Però, i progressi nell'osservazione sismologica dei terremoti hanno permesso di dimostrare che i terremoti recenti si erano effettivamente propagati all'interno della fascia proibita. Così è stato per il terremoto del 2018 a Palu, Indonesia, Per esempio, che ha causato uno tsunami distruttivo.
Velocità di rottura ininterrotte grazie allo scorrimento obliquo
Per risolvere questa sconcertante incoerenza tra la teoria dei terremoti e le osservazioni, i ricercatori dell'Université Côte d'Azur e dell'IRD hanno sviluppato un nuovo modello per prevedere la velocità di propagazione dei terremoti. Questa impresa è stata compiuta utilizzando il computer ad alte prestazioni dell'Osservatorio della Costa Azzurra, uno dei partecipanti a OPAL, una piattaforma condivisa che fornisce l'accesso a tutte le risorse computazionali della regione.
I ricercatori sono riusciti a superare due limiti cruciali dei modelli precedenti. Il primo era affidarsi a modelli bidimensionali, mentre la Terra è tridimensionale. Il secondo consisteva nell'assumere una direzione di scorrimento orizzontale o verticale, mentre lo scorrimento sismico può essere obliquo. Superando questi due limiti, sono stati in grado di spiegare perché le 'velocità proibite' sono effettivamente ammissibili.
"Una delle sfide principali nella prevenzione dei terremoti è prevederne l'impatto. Dobbiamo cogliere questa opportunità per introdurre più fisica nella valutazione della pericolosità sismica, che è stato finora molto empirico, " sottolinea Huihui Weng, ricercatore presso l'Université Côte d'Azur. "Il nuovo modello fornisce elementi teorici convalidati che potrebbero essere utilizzati per migliorare il modo in cui viene valutato il rischio sismico, " aggiunge Jean-Paul Ampuero, sismologo presso l'IRD.
