Il problema dei grandi terremoti è che i loro sistemi di radici sotterranee possono nascondersi per secoli o millenni prima di costruire abbastanza energia per esplodere. Tra molti luoghi, questo è vero per l'area di New York City, dove gli scienziati ritengono possibili grandi terremoti, ma probabilmente così rari che è difficile dire esattamente quanto spesso si verificano o quanto potrebbero essere grandi.

Fu solo negli anni '70 che i ricercatori iniziarono a studiare in dettaglio la sismicità della regione. Hanno mappato molte faglie precedentemente sconosciute e osservato dozzine di piccoli terremoti ogni anno, la maggior parte troppo piccoli per essere avvertiti. Il più grande terremoto moderno, di magnitudo 4,1 nella contea suburbana di Westchester nel 1985, ha fatto pochi danni. Tuttavia, vecchi documenti scritti suggeriscono che terremoti di circa magnitudo 5 scossero New York e dintorni nel 1737 e nel 1884. Questi abbatterono camini, incrinarono muri e fecero tremare il terreno dall'alto New England alla Virginia. Oggi, un evento equivalente potrebbe causare gravi danni alla popolazione e alle infrastrutture enormemente ampliate della megalopoli regionale. Inoltre, sulla base delle dimensioni delle faglie conosciute e della frequenza dei piccoli terremoti lungo di esse, alcuni ricercatori hanno estrapolato una stima che un terremoto di magnitudo 6 potrebbe colpire la regione ogni 700 anni e uno di magnitudo 7 ogni 3.400 anni. Una magnitudo 6 è 10 volte più potente degli eventi del 1737 e del 1884 e una magnitudo 7, 100 volte più forte.

Ma questa è solo un'estrapolazione. Sono mai realmente accaduti terremoti di queste dimensioni qui? Nessuno sa. William Menke, geologo e sismologo del Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia Climate School, vorrebbe scoprirlo.

Di recente, Menke e uno studente stagista hanno visitato l'Harriman State Park, a circa 30 chilometri a nord di Manhattan. Non lontano dal campus suburbano di Lamont-Doherty, la riserva montuosa di 47.500 acri contiene numerosi massi giganti strappati dal substrato roccioso dai ghiacciai durante l'ultima era glaciale, poi caduti quando il ghiaccio si è sciolto. Alcuni sono in equilibrio precario su una superficie irregolare o su un'altra, presumibilmente ancora nelle loro posizioni originali. La missione di Menke:calcola quanta forza ci vorrebbe per ribaltarli. Se sono ancora in piedi, suggerirebbe che un terremoto di quelle dimensioni non si sia verificato dalla fine dell'era glaciale, ben oltre 10.000 anni fa.

"Questo porrebbe almeno un limite superiore al potenziale movimento del suolo", ha detto una mattina lo scienziato 67enne mentre trascinava uno zaino di 40 libbre di attrezzatura su un sentiero tortuoso e roccioso. Sole e ombra screziavano tra gli alberi ad alto fusto. "Nel corso degli anni, le persone hanno cercato di utilizzare questo metodo in altri luoghi e ho pensato che avremmo dovuto provarlo nel nord-est."

Menke si descrive come "fondamentalmente uno scienziato di dati". Da quando ha conseguito il dottorato di ricerca a Lamont nel 1982, ha utilizzato dati matematici per far luce su una varietà di questioni ambientali, tra cui la propagazione delle onde sismiche e la struttura della crosta terrestre e del mantello. Appassionato escursionista, kayaker, fotografo e osservatore a tutto tondo della natura, il suo lavoro sul campo lo ha portato dalla California all'Islanda e navi nell'Oceano Pacifico. In questi giorni, rimane in gran parte più vicino a casa, dove ha attraversato il terreno per decenni.

Menke e il suo stagista, Charles McBride, stavano andando a studiare i massi in un sito precedentemente selezionato sulla Black Rock Mountain, a un'ora di cammino dalla strada più vicina. Il sito si trova a sole tre miglia dalla Faglia di Ramapo, una caratteristica lunga 185 miglia che attraversa la Pennsylvania, il New Jersey e lo stato di New York meridionale, tagliando il centro del parco. Produce molti dei piccoli terremoti della regione e potrebbe essere il candidato principale per produrre quelli più grandi del passato.

Lungo la strada, Menke si fermò ad ammirare macchie fiorite di alloro di montagna e tenne d'occhio i serpenti a sonagli. "Non si vedono molti sonagli. Ne ho visti solo otto, e sono stati tutti negli ultimi otto anni", ha detto Menke.

Lo studio dei terremoti passati è chiamato paleosismologia. I suoi praticanti possono studiare resoconti di vecchi giornali, diari e storie, ma in molti luoghi, incluso il nord-est degli Stati Uniti, questi risalgono solo a poche centinaia di anni fa, non abbastanza per fornire un quadro veramente a lungo termine.

Per entrare nella preistoria, alcuni paleosismologi scavano una trincea (o meglio, aspettano che qualcuno scavi le fondamenta di una casa) e osservano se strati di terreno sepolti si sono spostati l'uno contro l'altro. Questo indica un movimento passato, che può essere datato utilizzando gli isotopi del carbonio. Nel nord-ovest degli Stati Uniti, i ricercatori hanno utilizzato anelli di alberi morti da tempo per individuare i terremoti che li hanno fatti cadere in laghi o paludi di acqua salata e li hanno uccisi. Uno studio all'inizio di quest'anno condotto da alcuni colleghi di Lamont di Menke ha utilizzato variazioni nella chimica delle rocce antiche a due miglia sotto la superficie per dimostrare che una sezione presumibilmente quiescente della faglia di Sant'Andrea ha visto importanti terremoti passati.

Lo studio di massi precariamente arroccati e caratteristiche simili è ancora giovane. All'inizio degli anni '90, il geologo californiano James Brune iniziò a rilevare rocce precarie. Ha ottenuto la sua prima convalida nel 1999 nel deserto del Mojave, quando un terremoto di magnitudo 7,1 ha rovesciato molti che in precedenza aveva preso di mira come suscettibili. Scienziati negli Stati Uniti occidentali hanno iniziato a studiare altre cosiddette fragili caratteristiche geologiche per il potenziale paleosismologico:faraglioni lungo la costa del Pacifico (snelle torri rocciose scavate dall'erosione delle onde); desert hoodoos (guglie rocciose le cui basi o parti centrali sono state precariamente minate dal vento); torri di tufo (pinnacoli friabili di calcare formati da processi chimici subacquei in un tempo laghi, ora prosciugati). Scienziati in Australia e in Nuova Zelanda, soggetta a terremoti, hanno condotto ricerche simili.

In California, alcuni ricercatori hanno dimostrato che le caratteristiche che avrebbero dovuto essere rovesciate dai terremoti preistorici previsti da modelli computerizzati simili a quelli impiegati a New York sono ancora in piedi. Ciò suggerisce che le curve di attenuazione standard (calcoli di quanto spesso e quanto trema il terreno) potrebbero esagerare i rischi a lungo termine, almeno in alcuni punti.

"Suppongo che in una certa misura potresti dire che è una buona notizia", ​​ha detto Menke. D'altra parte, ha detto, "ci sono alcune lacune nella conoscenza". Le rocce generalmente sciolte e screpolate nella California soggetta a terremoti sono in realtà piuttosto scarse nel trasmettere le onde sismiche in superficie, e quindi possono finire per attutire i terremoti. La regione di New York, d'altra parte, è in gran parte ricoperta da rocce metamorfiche dure che possono suonare come una campana. Ciò significa che terremoti più piccoli in questa regione potrebbero tradursi in movimenti del suolo più grandi. "Le curve della California non sono applicabili al nostro lavoro", ha affermato.

Quando Menke e McBride risalirono la montagna, il paesaggio cambiò in una specie di semi-tundra ondulata. Gli alberi si sono ridotti ad arbusti portati dal vento. Cupole di gneiss nudo e roccia di granito occupavano punti elevati, dove il ghiaccio spazzato dal nord molto tempo fa ha perlustrato la superficie e la vita vegetale non è mai tornata. Massi giganti erano sparsi qua e là.

Uno studio condotto da uno dei colleghi di Menke Lamont utilizzando la presenza iniziale di polline estratto dal fondo delle paludi afferma che questi massi sono stati fatti cadere dallo scioglimento del ghiaccio circa 14.000 anni fa. Un altro collega che invece ha misurato gli isotopi chimici nelle superfici rocciose dice che era più simile a 22.000 anni fa. L'uso di massi precari in paleosismologia è un concetto semplice, ma l'esecuzione è complessa. La mancanza di una chiara data di origine per le posizioni dei massi presenta una delle tante incertezze.

Per ridurre almeno un'incertezza, Menke e McBride stavano cercando massi troppo grandi per essere stati spostati da mani umane, e in una precedente ricognizione avevano rapidamente colpito terra battuta, per così dire. Lungo il percorso, Menke indicò diversi giganti su cui intendeva indagare. Uno, delle dimensioni di un'auto ultracompatta, poggiava su una base snella con un lato che formava un ampio riparo a strapiombo dove mucchi di cenere mostravano che i passanti avevano acceso fuochi da campo. Un altro, molto più grande, barcollava sul bordo inclinato di una cupola rocciosa. "Guarda, parte della sua parte inferiore è solo aria", ha detto Menke. "Se lo scuotessi, potrebbe facilmente scivolare giù tra gli alberi, ma non è così. Ancora."

Menke stava anche perlustrando l'area alla ricerca di faglie sismiche esposte, ma ha ammesso di non aver visto nulla di conclusivo. Ad un certo punto, ha indicato una crepa ondulata di 20 piedi nel substrato roccioso. Sembrava che i minerali avessero riempito da tempo il vuoto che esisteva un tempo. Ha ipotizzato che potesse essere un difetto minore che si era formato sottoterra milioni di anni fa. O forse era solo un semplice vecchio crack.

Attualmente, Menke e McBride sono emersi in un'area sommitale composta principalmente da gneiss nudo affiorante. Un mucchio di massi dall'aspetto precario erano sparsi qua e là. Si avvicinarono a un pezzo di granito a forma vagamente ovoidale alto circa quattro piedi, che poggiava su una delle sue estremità strette. Menke ha stimato che pesasse circa 3 tonnellate. Ha ipotizzato che fosse stato strappato via spostando il ghiaccio da forse tre o quattro miglia di distanza prima di finire qui. Quella doveva essere la loro cava principale per oggi.

Ad oggi, la maggior parte dei ricercatori ha utilizzato misurazioni manuali per calcolare la massa e la stabilità di tali massi; alcuni hanno provato a muovere leggermente le rocce con mezzi meccanici per avere un'idea del loro equilibrio. Menke utilizzava un approccio più nuovo:la fotogrammetria, la creazione di un modello 3D di un oggetto scattandone numerose fotografie da varie angolazioni. Le foto vengono quindi inserite in un modello al computer, che può essere utilizzato per calcolare la massa del masso, la distribuzione del peso, i punti di equilibrio e le forze di vario tipo e grandezza che potrebbero rimuoverlo. Menke stava considerando un ulteriore passo:usare i dati per stampare repliche fisiche di massi, che avrebbe poi potuto sottoporre a vari tipi di scuotimento in laboratorio per vedere cosa fosse successo.

Dopo un pranzo veloce, Menke e McBride hanno iniziato a tracciare con il gesso sulla roccia un cerchio di 16 punti equidistanti a 20 piedi dal masso. Da qui, hanno pianificato di scattare una prima serie di foto, tutte incentrate sullo stesso livello del masso rispetto al terreno. Molti di questi cerchi fotografici a varie distanze concorrerebbero alla creazione del modello 3D. Dopo alcune false partenze, hanno iniziato a scattare foto con la Canon di Menke, la cui elevazione è stata accuratamente calibrata su un treppiede per ogni scatto.

Preparare tutto per ogni scatto ha richiesto un bel po' di tempo. Un sole cocente di mezzogiorno picchiava e si rifletteva sulla superficie rocciosa e sulla testa nuda di Menke, ma Menke e McBride non sembravano accorgersene. McBride si è fermato a bere un sorso d'acqua una o due volte, ma quelle erano quasi le uniche pause.

Continuarono fino alle 4:30, momento in cui il sole continuava a tutto scoppio. A quel punto, la coppia non aveva ancora completato nemmeno il primo cerchio nei dettagli desiderati. Hanno preso alcune scorciatoie per produrre più scatti. Menke finalmente si sedette su un vicino masso poco precario mentre McBride faceva le valigie. "Beh, siamo un po' indietro, ma questo è abbastanza per un giorno", ha detto. "Diventeremo sicuramente più veloci con la pratica."

In ogni caso, le foto sarebbero solo l'inizio, ha detto. Il vero lavoro verrebbe nel modellare quali tipi di movimenti del suolo potrebbero produrre i terremoti qui intorno, quali direzioni e da quanto lontano potrebbero provenire e come reagirebbe questo particolare masso. Questo, ovviamente, è stato solo il primo di molti boulder.

Durante l'escursione di ritorno, Menke si è fermato davanti a una macchia di alloro di montagna particolarmente spettacolare. Tirò fuori il cellulare e scattò un panorama degli arbusti in fiore, una sorta di fotogramma vivente. "Abbiamo molto tempo quassù. Questi fiori durano solo pochi giorni", ha detto. Riponendo il cellulare in tasca, sorrise e si diresse lungo il sentiero.