Gli strani arrivi di onde sismiche provenienti da un terremoto del 2010 sotto la Spagna sono stati gli indizi che hanno portato a una scoperta inaspettata sotto il Mediterraneo occidentale:una lastra oceanica subdotta che si è completamente ribaltata.
Le forme d'onda dipingono l'immagine di una lastra che discese rapidamente nel mantello terrestre e si capovolse, così che l'acqua trasportata sulla sua superficie mentre scendeva si trova ora sotto la lastra, secondo lo studio pubblicato su The Seismic Record .
I risultati potrebbero aiutare i ricercatori a risolvere la complicata struttura tettonica del bacino del Mediterraneo occidentale dove l’Africa e l’Eurasia stanno convergendo, in particolare un’area chiamata regione del Rif-Betic-Alboran. Questa regione contiene un arco formato dalle catene montuose del Betico in Spagna e dalle catene montuose del Rif a sud in Marocco e comprende il bacino del Mar di Alboran appena ad est dello Stretto di Gibilterra.
Lo studio potrebbe anche far luce sui meccanismi alla base dei terremoti rari e profondi (più di 600 chilometri) nel sud della Spagna, scrivono Daoyuan Sun dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina e Meghan S. Miller dell'Università Nazionale Australiana.
Le onde sismiche di uno di questi terremoti, un terremoto di magnitudo 6.3 che si è verificato sotto Granada nell'aprile 2010, sono state catturate da una serie di stazioni sismiche in Spagna e Marocco come parte del progetto PICASSO (Programme to Investigate Convective Alboran Sea System Overturn). /P>
I ricercatori hanno notato che le onde di coda del terremoto – la firma delle vibrazioni residue alla fine di un sismogramma – sono durate un tempo insolitamente lungo, registrate dalle stazioni in Marocco. Ci sono stati anche segnali di una fase di onde P "extra" arrivata tardiva, oltre alle normali onde P iniziali catturate dalle stazioni in Spagna.
"Inizialmente, non miravamo a comprendere meglio i meccanismi dei terremoti profondi, poiché diversi studi precedenti avevano studiato bene la fonte. Il nostro intento era semplicemente quello di tracciare le forme d'onda per curiosità, poiché c'è molto da imparare dalle singole forme d'onda quando si prendono il tempo di guardarli da vicino," ha spiegato Sun. "Dopo l'esame, abbiamo osservato questi strani arrivi, inclusa la lunga coda e la fase extra."
Sun e Miller hanno concluso che la lunga coda e la fase extra dell'onda P potrebbero essere meglio spiegate da uno strato a bassa velocità alla base della lastra di Alboran in subduzione. Gli strati a bassa velocità, attraverso i quali le onde sismiche vengono rallentate e assorbite, spesso indicano che le onde sono passate attraverso materiale fuso o liquido.
Le lastre subdotte solitamente contengono uno strato a bassa velocità sulla loro superficie a causa dell'acqua che trasportano nel mantello. "Qui, attraverso la modellazione delle forme d'onda dettagliate, siamo in grado di immaginare lo strato a bassa velocità sotto la superficie della lastra che si immerge verso nord-est, a differenza di una normale lastra subdotta con uno strato a bassa velocità sopra la superficie della lastra", ha detto Sun. "Questo strano avvenimento tra la lastra e lo strato a bassa velocità suggerisce il verificarsi della lastra di Alboran rovesciata."
Il loro studio è il primo a concludere che la lastra è stata rovesciata, ha aggiunto, anziché essere verticale o in forte pendenza.
Lo strato a bassa velocità offre anche un possibile meccanismo dietro i terremoti profondi della Spagna, hanno detto i ricercatori, poiché indica la presenza di silicati idrati di magnesio che trasportano l’acqua a una profondità di 600 chilometri. Man mano che questi silicati si disidratano, potrebbero diventare più fragili in un modo che può portare a terremoti profondi.
La presenza di silicati idrati potrebbe anche dire qualcosa ai sismologi sulla velocità di subduzione delle lastre nella regione. I silicati di magnesio idrati significano che "una quantità significativa di acqua è stata trasportata nella zona di transizione del mantello, indicando una lastra relativamente fredda", ha osservato Sun.
"Considerando un'età relativamente giovane del fondale marino nel Mediterraneo occidentale, affinché la lastra rimanga fresca, la velocità di subduzione deve essere piuttosto elevata, ad esempio una velocità moderata di circa 70 millimetri all'anno", ha aggiunto. "In altre parole, riteniamo che il nostro studio potrebbe offrire un limite inferiore ragionevole della velocità di subduzione in questa regione."
Sun e Miller affermano che potrebbe essere promettente studiare le forme d’onda sismiche prodotte da terremoti profondi in altri luoghi come la Cina nordorientale, il Sud America, Sunda-Banda e luoghi come la regione Fiji-Tonga, per vedere se meccanismi simili sono all’opera. Ma la ricerca richiederebbe l'installazione di fitte stazioni sismiche proprio sopra questi terremoti, come è avvenuto nel fortunato caso del terremoto in Spagna del 2010.
Ulteriori informazioni: Daoyuan Sun et al, Rivelare i segreti del Mediterraneo occidentale:un terremoto profondo e la lastra rovesciata, La documentazione sismica (2024). DOI:10.1785/0320230049
Fornito da Seismological Society of America
