I terremoti più grandi e distruttivi del pianeta si verificano in luoghi in cui due placche tettoniche si scontrano. Nella nostra nuova ricerca, pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura , abbiamo prodotto nuovi modelli di dove e come le rocce si sciolgono in queste zone di collisione nelle profondità della Terra.

Questa migliore conoscenza della distribuzione della roccia fusa ci aiuterà a capire dove aspettarsi che si verifichino terremoti distruttivi.

Cosa causa i terremoti?

Terremoti giganti, come il terremoto di magnitudo 9.0 nel 2011 che ha causato il disastro nucleare di Fukushima, o l'evento di magnitudo 9.1 nel 2004 che ha causato lo tsunami di Santo Stefano, si verificano nelle zone di collisione tra due placche tettoniche. In queste cosiddette zone di subduzione, un piatto scorre sotto l'altro.

Il piatto affondante funge da enorme nastro trasportatore, trasportare materiale dalla superficie fino alle profondità della Terra. I terremoti si verificano dove la piastra che affonda si blocca; il ceppo si accumula fino a quando non viene rilasciato rapidamente. I fluidi e le rocce fuse nel sistema lubrificano le piastre, aiutandoli a scivolare l'uno sull'altro e ad impedire che si verifichino grandi terremoti.

Quando succede quando il fango oceanico finisce all'interno della Terra?

Il mio collega Michael Förster ed io eravamo interessati a cosa succede ai sedimenti quando vengono trasportati nelle profondità della Terra in una zona di subduzione. Questi sedimenti iniziano come spessi strati di fango sul fondo dell'oceano, ma vengono trasportati nelle profondità della Terra come parte della placca che affonda.

Michael ha preso un campione di fango raccolto dal fondo dell'oceano e lo ha riscaldato fino alle alte temperature e pressioni che avrebbe sperimentato in una zona di subduzione. Ha scoperto che i sedimenti si sciolgono e poi reagiscono con le rocce circostanti, formando il minerale flogopite e anche fluidi salini.

Un puzzle risolto

I modelli geofisici delle zone di subduzione ci consentono di mappare esattamente dove si trovano le rocce e i fluidi fusi. Queste misurazioni sono come i raggi X dell'interno della Terra, aiutandoci a scrutare in luoghi che altrimenti non potremmo vedere.

Eravamo particolarmente interessati ai modelli della conduttività elettrica delle zone di subduzione. Questo perché i fluidi e la roccia fusa che stavamo osservando sono più elettricamente conduttivi rispetto alla roccia circostante. I modelli delle zone di subduzione sono stati a lungo enigmatici, perché mostrano che la Terra è molto conduttiva nelle regioni in cui le persone non si aspettavano di vedere molti fluidi e roccia fusa.

Ho calcolato la conducibilità elettrica della flogopite, sedimenti e fluidi fusi che sono stati prodotti negli esperimenti e hanno scoperto che corrispondevano molto bene ai modelli geofisici. Ciò fornisce una buona prova che ciò che vediamo negli esperimenti sta accadendo nella Terra reale, e ci consente di calcolare dove si trovano la roccia fusa e i fluidi nelle zone di subduzione in tutto il mondo.

Capire dove è probabile che si verifichino grandi terremoti

È improbabile che si verifichino terremoti giganti nelle parti della zona di subduzione in cui i sedimenti si sciolgono. Tutti i prodotti della fusione, la roccia fusa stessa, i fluidi salini, e anche la flogopite minerale, aiuta le due placche a scorrere facilmente l'una sull'altra senza causare grandi terremoti.

Abbiamo confrontato i nostri modelli con le posizioni dei terremoti nelle zone di subduzione lungo la costa occidentale degli Stati Uniti. Abbiamo scoperto che non ci sono stati grandi terremoti in cui i sedimenti si stavano sciogliendo, ma il movimento dei fluidi dai sedimenti fusi potrebbe spiegare alcuni piccoli, terremoti non distruttivi e segnali di tremore molto deboli in cui le due placche scivolano facilmente l'una sull'altra.

I terremoti sono un ricordo tangibile che viviamo su un pianeta attivo e che, profondo sotto i nostri piedi, enormi forze stanno facendo scorrere le rocce, sciogliersi e scontrarsi. La previsione accurata dei terremoti sarà un obiettivo costante dei geologi per i decenni a venire.

È necessario un intricato lavoro investigativo per tessere insieme tutti i minuscoli fili di informazioni che abbiamo sui processi che si verificano così profondamente nella Terra che non saremo mai in grado di vederli o campionarli. I nostri risultati sono un nuovo thread in questo puzzle. Ci auguriamo che possa contribuire un giorno a proteggere le persone dal rischio di terremoti.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.