Un nuovo studio ha scoperto i rischi di tsunami trascurati legati al sottomarino, faglie strike-slip vicino alla costa, soprattutto per le città costiere adiacenti a faglie che attraversano baie interne. Diverse aree del mondo possono rientrare in questa categoria, compresa l'area della Baia di San Francisco, Baia di Izmit in Turchia e Golfo di Al-Aqaba in Egitto.

Lo studio condotto dal professore di ingegneria civile e ambientale dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign Ahmed Elbanna e dal professor Ares Rosakis del California Institute of Technology ha utilizzato il supercomputer Blue Waters presso il National Center for Supercomputing Applications per modellare i rischi di tsunami legati a faglie da sciopero il globo. I risultati sono pubblicati nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

"Ogni volta che abbiamo visto grandi tsunami innescati da terremoti lungo faglie strike-slip, la gente presumeva che forse il terremoto avesse causato una frana sottomarina, spostando l'acqua in quel modo, ", ha detto Rosakis.

I ricercatori hanno affermato che esiste una faglia strike-slip quando due blocchi di roccia sulla linea di faglia scivolano orizzontalmente l'uno sull'altro. La faglia di San Andreas è un esempio di faglia strike-slip.

A settembre 2018, un terremoto di magnitudo 7,5 moderato e uno tsunami inaspettatamente potente hanno travolto Palu, una città situata sul lato interno della baia di Palu sull'isola indonesiana di Sulawesi. Il sisma si è verificato lungo una faglia con andamento nord-ovest-sudest che attraversa la città e si tuffa sotto la baia lungo la costa nord-occidentale di Palu.

"Sembrava che un bulldozer fosse entrato e avesse raso al suolo la città, " ha detto il co-autore Costas Synolakis, il presidente dell'Athens College e professore di ingegneria civile alla University of Southern California, che sorvegliò l'area a seguito dell'evento devastante. "Questo è il motivo per cui è così importante cercare di capire cosa è successo veramente".

Esistono studi che esplorano le connessioni tra faglie strike-slip e tsunami. Però, si concentrano su sistemi di guasto specifici o posizioni geografiche, oscurando i complessi dettagli della geometria della faglia e della batimetria, i rapporti di studio.

"Ciò che rende unico il nostro studio è che invece di considerare un evento specifico di una località, ci siamo concentrati sui fondamenti di un sistema di faglie strike-slip che interagiscono all'interno dei confini di una baia stretta, " Elbanna ha detto. "Abbiamo optato per simulare una faglia planare molto semplice che passa attraverso una baia a fondo liscio molto semplificata, simile a una vasca da bagno. Avere questo modello di base semplificato ci consente di generalizzare a qualsiasi luogo del pianeta che potrebbe essere a rischio".

I terremoti intersonici sono rotture di faglia che si verificano così rapidamente che il loro movimento supera le onde sismiche di taglio che generano, come un boom sonico, ma con l'onda d'urto che si muove attraverso la crosta terrestre. Le simulazioni hanno scoperto che i terremoti intersonici possono fornire energia sufficiente e spostamenti orizzontali abbastanza grandi da innescare grandi onde di tsunami.

Quando tali terremoti si verificano all'interno di una baia stretta, i ricercatori hanno riportato tre fasi distinte che possono portare a uno tsunami:il movimento iniziale della faglia e l'onda d'urto che causa lo scuotimento quasi istantaneo della terra costiera; lo spostamento dell'acqua durante il terremoto; e il movimento dell'onda dello tsunami guidato dalla gravità dopo che il movimento del suolo si è attenuato che porta l'onda a riva.

"Ognuna di queste fasi avrà un effetto diverso a seconda della geografia unica del terreno circostante e della batimetria della baia, — disse Elbanna. — E, a differenza dei terremoti e dei successivi spostamenti d'acqua che si verificano a molte miglia al largo, un terremoto e uno tsunami che si verificano all'interno degli stretti confini di una baia consentiranno un tempo di preavviso molto breve per la costa".

Elbanna paragona l'effetto degli spostamenti orizzontali di faglia strike-slip al tenere una tazza d'acqua in mano e scuoterla orizzontalmente.

"Il movimento sloshing è il risultato dello scuotimento orizzontale. Quando si verifica un terremoto lungo una faglia strike-slip in una baia stretta, il movimento orizzontale del suolo spinge e tira i confini della baia portando allo spostamento dell'acqua in direzione verticale e all'inizio dello tsunami, " Egli ha detto.

"Il modello basato sulla fisica utilizzato in questo studio fornisce approfondimenti critici sul rischio associato alla faglia strike-slip, particolarmente, la necessità di tenere conto di tale rischio per mitigare danni futuri ad altre baie attraversate da faglie strike-slip, ", ha detto lo studente laureato dell'Illinois Mohamed Abdelmeguid, che ha condotto le simulazioni insieme all'ex studentessa Xiao Ma, attualmente ricercatore senior presso Exxon Mobil.

Le regioni a rischio identificate dal team:California settentrionale, Turchia ed Egitto:hanno subito terremoti intersonici in passato, e i ricercatori raccomandano di rivisitare la valutazione del rischio di tsunami delle faglie subacquee, in particolare quelli che attraversano baie strette.

"Potrebbe non sembrare la scena dello tsunami del film "San Andreas" di Dwayne Johnson, ma il rischio di tsunami per la California settentrionale e per diversi luoghi in tutto il mondo deve essere seriamente rivisitato, " disse Elbana.