Decenni dopo che due grandi terremoti hanno scosso il deserto del Mojave in California, la scoperta di nuove caratteristiche di spostamento post-terremoto ha spinto i ricercatori KAUST ad aggiornare il modello esistente per questa regione soggetta a terremoti. I loro risultati supportano un sottile modello di "crème brûlée" in cui la forza risiede nella crosta superiore, mentre la crosta inferiore mostra più duttilità nel tempo di quanto si pensasse in precedenza.

Per capire come la litosfera terrestre, comprendente la crosta e il mantello superiore, si comporta nei cicli sismici (prima, durante e dopo i terremoti) nel tempo, gli scienziati devono determinare come la forza è distribuita negli strati rocciosi della litosfera.

"Per forza, intendiamo quanta forza le rocce possono sopportare nel tempo, "dice Shaozhuo Liu, un postdoc che ha lavorato al progetto con Sigurjón Jónsson di KAUST, insieme a ricercatori della California. "Siamo interessati alla reologia:come le rocce si comportano e 'fluiscono' quando vengono applicate delle forze".

Il verificarsi di terremoti, l'evoluzione delle zone di faglia, e la topografia risultante è dettata dal modo in cui le rocce litosferiche rispondono alle forze.

"Dato che la maggior parte delle rocce litosferiche si trova a diversi chilometri sotto la superficie, non possiamo osservare direttamente come rispondono, " dice Liu. "Costruire modelli reologici basati su osservazioni raccolte in superficie è la migliore alternativa".

Dopo i due terremoti del Mojave, gli spostamenti in superficie indotti dal terremoto sono stati studiati in modo approfondito. I modelli precedenti favorivano una crosta forte (sia la crosta superiore che quella inferiore) e un mantello superiore a bassa viscosità. Però, gli spostamenti post-terremoto appena determinati sono durati più a lungo del previsto, suggerendo che i processi fisici nella crosta inferiore fossero più attivi di quanto si pensasse in precedenza.

"Sulla base del nostro lavoro su queste caratteristiche di spostamento nel 2015, "dice Liu, "il nostro studio attuale ha cercato di chiarire i processi dominanti che avrebbero prodotto tali caratteristiche".

I loro risultati suggeriscono che, dopo circa due anni di continuo slittamento sia sopra che sotto le rotture originarie, i decenni successivi hanno visto il rilassamento viscoelastico indotto dal terremoto come il processo fisico dominante nella crosta inferiore e nel mantello superiore. Il team ha mostrato che la viscosità della crosta inferiore è circa cinque volte inferiore a quanto si pensava in precedenza e solo marginalmente superiore a quella del mantello superiore; questo è, la crosta inferiore sembra essere più debole del previsto, sostenere un modello di "crème brûlée" dalla pelle sottile per la regione.

"La rivisitazione di siti ben studiati ha il potenziale per fornire nuove informazioni sulla reologia litosferica, " dice Jónsson. "Questa conoscenza aiuterà con le valutazioni regionali del rischio per i territori altamente popolati a rischio sismico come la California."