I terremoti sono il risultato più drammatico e degno di nota del movimento delle placche tettoniche. Sono spesso distruttivi e mortali, o per lo meno avvertiti fisicamente:sono eventi geologici letteralmente rivoluzionari. Tuttavia non tutti i movimenti tettonici producono effetti percepibili dagli esseri umani.
Gli eventi di scivolamento lento si verificano quando le forze tettoniche represse vengono rilasciate nel corso di pochi giorni o mesi, come un terremoto che si svolge al rallentatore. Il movimento più graduale significa che le persone non sentiranno la terra tremare sotto i loro piedi e gli edifici non crolleranno. Ma la mancanza di distruzione non rende gli eventi a lento slittamento meno importanti dal punto di vista scientifico. In effetti, il loro ruolo nel ciclo dei terremoti può aiutare a creare un modello migliore per prevedere quando si verificano i terremoti.
In un articolo pubblicato di recente su Geophysical Research Letters , un gruppo di ricerca della Jackson School of Geosciences guidato da Harm Van Avendonk, Nathan Bangs e Nicola Tisato esplora come la composizione delle rocce, in particolare la loro permeabilità, o la facilità con cui i fluidi possono fluire attraverso di esse, influenza la frequenza e l'intensità degli eventi di scorrimento lento.
Nel 2019 e nel 2022, il gruppo si è recato nell'Isola del Nord della Nuova Zelanda per raccogliere rocce da diversi affioramenti vicino al margine Hikurangi. Questa è una zona di subduzione al largo della costa della Nuova Zelanda dove si verificano regolarmente eventi di scivolamento lento, circa una volta all'anno. I ricercatori hanno riportato una scorta di rocce all'UT, dove ne hanno testato la permeabilità e le proprietà elastiche.
I loro test hanno mostrato come i pori nelle rocce potrebbero controllare i regolari eventi di scorrimento lento in questa zona di subduzione. Studi precedenti hanno suggerito che uno strato di roccia impermeabile nella parte superiore della placca tettonica discendente funge da coperchio sigillato, intrappolando il fluido nei pori degli strati rocciosi sottostanti.
Man mano che il fluido si accumula sotto la guarnizione, la pressione aumenta, fino a diventare sufficientemente elevata da innescare un evento di scivolamento lento o un terremoto. Questo evento rompe quindi il sigillo impermeabile, fratturando temporaneamente le rocce, consentendo loro di assorbire i fluidi. Nel giro di pochi mesi, le rocce guariscono e ritornano alla permeabilità iniziale, e il ciclo ricomincia da capo.
Nello studio di questo ciclo, Tisato e altri ricercatori hanno testato rocce provenienti da affioramenti superficiali vicini che un tempo facevano parte della faglia sismica in profondità nel sottosuolo. Precedenti studi di permeabilità sono stati eseguiti solo su sedimenti sciolti che sono stati consolidati in roccia solida.
"Stiamo dimostrando per la prima volta, utilizzando rocce rappresentative di quelle in profondità, che la permeabilità controlla (eventi di scorrimento lento)", ha affermato.
Laura Wallace, ricercatrice presso l’Istituto di geofisica dell’Università del Texas e GEOMAR in Germania, studia gli eventi di scivolamento lento da più di 20 anni ed è stata la prima persona a registrare eventi di scivolamento lento che si verificano nel margine Hikurangi. Ha detto che questo documento aggiunge più punti dati per informare le scale temporali su cui possono verificarsi i cambiamenti di permeabilità della zona di faglia, possibilmente influenzando i cicli di eventi di scorrimento lento osservati.
"Aggiunge alcuni ulteriori vincoli sui dati su come potrebbe funzionare questo processo di valvola di guasto, su come il ciclo dei fluidi potrebbe funzionare nella zona di subduzione, se è davvero questo che guida la ciclicità di queste cose", ha detto Wallace.
L'obiettivo finale di questa ricerca, ha detto Tisato, è capire perché si verificano i terremoti e costruire infine un modello convincente che possa persino prevederli, un codice che gli scienziati devono ancora decifrare.
Lui e lo studente laureato Jacob Allen stanno attualmente analizzando campioni di roccia dal centro del margine e testando le differenze di permeabilità. Le rocce all'estremità settentrionale di questa zona di subduzione sono più ricche di argille rispetto a quelle all'estremità meridionale.
Poiché le argille sono malleabili e possono contenere molta acqua e altri fluidi, sono ideali per intrappolare, fratturare e incanalare tali fluidi. Ciò potrebbe spiegare perché gli eventi di scivolamento lento all'estremità settentrionale della zona di subduzione si verificano frequentemente, mentre si verificano raramente all'estremità meridionale, ha affermato Tisato.
"Dobbiamo capire perché nel nord del margine Hikurangi ci sono scivolamenti lenti e perché nel sud del margine Hikurangi abbiamo meno scivolamenti lenti", ha detto Tisato. "Perché se capiamo questo, allora abbiamo un ulteriore passo avanti verso la previsione."
Hanno contribuito a questo articolo anche tre studenti laureati della Jackson School of Geosciences:Carolyn Bland, Kelly Olsen e Andrew Gase.
Ulteriori informazioni: Nicola Tisato et al, Permeabilità e proprietà elastiche delle rocce dal margine settentrionale dell'Hikurangi:implicazioni per eventi a scorrimento lento, Lettere di ricerca geofisica (2024). DOI:10.1029/2023GL103696
Informazioni sul giornale: Lettere di ricerca geofisica
Fornito dall'Università del Texas ad Austin
