I terremoti scuotono e scuotono il mondo ogni giorno. L'US Geological Survey (USGS) ha stimato il numero di terremoti a circa mezzo milione all'anno, con circa 100, 000 che si può sentire, e circa 100 che provocano danni. Alcuni di questi potenti terremoti hanno devastato nazioni, tagliando migliaia di vite e costando miliardi di dollari per la ripresa economica.

Quando si verificherà il prossimo grande terremoto? Rispondendo a questa domanda, squadre di scienziati stanno monitorando aree come la faglia di San Andreas in California e la faglia dell'Anatolia settentrionale in Turchia. Ma queste aree sismicamente attive a terra, ai confini delle placche tettoniche, non sono gli unici luoghi di intenso studio. Jessica Warren, professore associato di scienze geologiche presso l'Università del Delaware, sta esplorando il centro dell'oceano dove si verificano abitualmente terremoti di magnitudo 6 sulla scala Richter, e ciò che sta scoprendo potrebbe aiutare gli scienziati a prevedere i terremoti sulla terraferma.

UConnessione giornaliera con Warren per saperne di più sul suo studio più recente, che ha pubblicato in Geoscienze naturali il 5 agosto 2021.

Come hai iniziato questa ricerca?

Warren:Questo lavoro è nato da uno studio precedente con rocce del fondale marino e ha coinvolto i miei colleghi Arjun Kohli, che ora è un ricercatore alla Stanford University, Monica Wolfson-Schwehr, che ora è professore assistente di ricerca presso il Center for Coastal and Ocean Mapping, e Cécile Prigent, un ex postdoc nel mio gruppo che ora è professore all'Università di Parigi. Questo interessante gruppo di persone aveva tutte le diverse aree di competenza da portare al progetto. La National Science Foundation ha fornito sostegno finanziario.

Che tipo di rocce hai studiato e come le hai ottenute?

Warren:Le rocce provenivano da grandi strutture di faglia sottomarine che sono alla pari con la faglia di Sant'Andrea. È costoso ottenerli perché sono così lontani dal mare e richiedono attrezzature specializzate. Alla fine del 2019, eravamo in una nave da ricerca nell'Oceano Pacifico sopra una di queste faglie sull'East Pacific Rise, tirando secchi lungo il fondo del mare per raccogliere campioni. La maggior parte dei campioni, però, era rimasto in giro in varie collezioni, alcune sono state raccolte oltre 40 anni fa dal fondo del mare.

Potresti descrivere un po' le rocce?

Warren:Le creste oceaniche sottomarine sono aree di attività vulcanica in cui il magma dalle profondità della crosta terrestre erutta e poi si raffredda e si solidifica. Le faglie che osserviamo tagliano queste creste oceaniche, creazione di passaggi nel sistema di colmo. Lo strato superiore di roccia su queste creste è il basalto, un nero, roccia a grana fine ricca di magnesio e ferro, che è alla base di gabbro a grana più grossa, e sotto c'è la peridotite, che è spesso verde scuro a causa della quantità di olivina minerale, un altro nome per il peridoto della pietra preziosa, che contiene.

Mentre vai più in profondità, le rocce nella crosta scorrono effettivamente, come i ghiacciai scorrono. Ciò si verifica a 4 miglia di profondità nel fondo dell'Oceano Pacifico, e 10 miglia di profondità nel fondale marino dell'Oceano Atlantico, che è più freddo. Le rocce che vedi nella faglia in quel punto sono miloniti:sono grigio scuro, allungato, rocce deformate, alcuni le chiamano Silly Putty. Possono fluire molto più velocemente delle rocce normali perché sono a grana super fine (gli atomi nella roccia si muovono più velocemente quando i grani sono più piccoli). Sono rocce assolutamente bellissime!

Cosa ti dicono le rocce sui terremoti?

Warren:La grande scoperta che abbiamo fatto è che questi difetti, o crepe, hanno molta acqua di mare che scende molto in profondità, più di 10 miglia sotto il fondo del mare, che è molto profondo. Quando l'acqua entra nella roccia, reagisce con esso. Questa infiltrazione di acqua di mare è una forza indebolente, così la roccia può scorrere quasi alla stessa velocità con cui può scivolare.

I terremoti sono eventi di scivolamento in fuga che si verificano quando le rocce scivolano l'una sull'altra. Abbiamo scoperto che l'infiltrazione di acqua di mare provoca la cristallizzazione di minuscoli granelli di minerali e questi consentono alla roccia di strisciare invece di avere un evento di scivolamento in fuga.

Potresti attingere a questa scoperta per impedire che si verifichi un terremoto sulla terraferma?

Warren:Non c'è modo di impedire che si verifichino grandi terremoti. Ma migliorerebbe la nostra capacità di prevedere, comprendendo le proprietà, cosa ci dà lo scorrimento della roccia rispetto a uno slittamento brusco. C'è anche un segmento strisciante della faglia di San Andreas. Non possiamo rendere così il resto della colpa. Ma potremmo prevedere meglio come e quando questi vari sistemi di guasto falliranno.

Cosa accadrà alle informazioni che hai sviluppato, e cosa c'è dopo?

Warren:Devi conoscere le proprietà delle rocce per capire cosa succede nelle zone di faglia e nei terremoti. We have done modeling work that is more a way to test and extrapolate how rocks deform against each other. We have done a lot of straightforward calculations validating the strength of the rocks. We now need more direct observations of the faults on the seafloor itself. The submersible Alvin would be one of the ideal vehicles for doing this. That would contribute to our understanding of the seismicity of certain patches versus other patches that sort of stop it.

What led you into this work?

Warren:I fell in love with geology through field work in college, and then I fell in love with going to sea to do field work in graduate school. I also love looking at samples in the lab, seeing the textures and uncovering the history of the rock and what it's telling us about the Earth.