I ricercatori dell'Università dell'Alaska Fairbanks hanno ideato un modo per rilevare a distanza grandi frane entro pochi minuti dal loro verificarsi e per determinare rapidamente se sono vicine al mare aperto e rappresentano un pericolo di tsunami.
In un nuovo articolo scrivono che il loro metodo per determinare la posizione, il volume e il potenziale impatto di una frana è sufficientemente rapido da supportare l'obiettivo della National Oceanic and Atmospheric Administration di emettere un avviso tsunami entro cinque minuti da una frana.
"Il riscaldamento del clima sta causando il ritiro dei ghiacciai, lasciando dietro di sé valli i cui pendii e colline hanno perso il loro sostegno", ha affermato il sismologo ricercatore Ezgi Karasözen dell'Istituto geofisico dell'UAF. "Questo è importante, soprattutto in regioni come la costa meridionale dell'Alaska, perché enormi masse di terra possono riversarsi nell'acqua e causare tsunami."
Karasözen e Michael West, direttore dell'Alaska Earthquake Center presso il Geophysical Institute, hanno dettagliato il loro metodo in un articolo pubblicato il 9 febbraio sulla rivista The Seismic Record . West è anche sismologo dello stato dell'Alaska.
Il loro articolo richiama l'attenzione sul pericolo sottolineando una frana del 2015 che ha inviato 100 milioni di metri cubi di roccia nel fiordo Taan dell'Alaska, situato al largo di Icy Bay, 65 miglia a nord-ovest di Yakutat. La frana ha creato uno tsunami che ha distrutto la vegetazione fino a 620 piedi sopra la linea di galleggiamento.
Da agosto nella zona del Barry Arm del Prince William Sound è installato un prototipo di Karasözen e West in grado di rilevare in tempo reale. Utilizza i dati provenienti dalle stazioni sismiche già presenti nella rete Alaska.
Le agenzie statali e federali temono che una frana e uno tsunami potrebbero verificarsi a Barry Arm, dove il ghiacciaio Barry si è ritirato e ha lasciato dietro di sé una parete del fiordo non supportata che è crollata di circa 650 piedi negli ultimi decenni. L'analisi retrospettiva dei dati della stazione sismica di Barry Arm ha rivelato tre frane avvenute nel 2020 e nel 2021.
Karasözen e West scrivono che l'instabilità "ha suscitato preoccupazioni sul fatto che un guasto catastrofico potrebbe generare uno tsunami con diversi metri di altezza massima dell'onda, raggiungendo le comunità vicine in soli 20 minuti."
L'U.S. Geological Survey è a capo del multiforme monitoraggio interagenzia dell'area.
"In caso di terremoto, ci sono strumenti che misurano l'altezza delle onde oceaniche e i centri di allerta tsunami sono in allerta dopo un terremoto", ha detto Karasözen. "Ma le frane non vengono monitorate sistematicamente in Alaska o in altre parti del mondo. Se dovesse verificarsi uno tsunami provocato da una frana, non lo sapremmo. Questa è una delle maggiori preoccupazioni."
Il metodo di Karasözen e West prevede l'identificazione rapida delle onde di lungo periodo di una frana in mezzo a una documentazione sismica ricca di onde di breve periodo create non solo da una frana ma anche da terremoti e ghiacciai vicini e da attività causate dall'uomo.
L'inizio iniziale di una frana si registra generalmente come onde di breve periodo; è solo quando la frana accelera che le onde di lungo periodo identificabili si materializzano. Le frane producono una quantità sproporzionatamente maggiore di energia a lungo termine rispetto ad altre fonti. La maggior parte delle rotture causate da un terremoto durano solo pochi secondi, mentre le frane normalmente durano un minuto o più.
I fiordi costieri rappresentano una sfida significativa per il rilevamento delle frane perché i ghiacciai possono creare centinaia di importanti eventi sismici ogni giorno, scrivono i ricercatori.
Karasözen e West hanno creato un algoritmo per scansionare continuamente i dati sismici provenienti da più stazioni sismiche per cercare la firma dell'onda di frana. Trovando una corrispondenza, il loro sistema stimerà la posizione e il volume della diapositiva. Nelle aree con una buona copertura di stazioni sismiche, la posizione può essere stimata entro poche miglia.
L'obiettivo è fare in modo che il sistema allerti lo tsunami e il personale dell'agenzia sismologica, ma resta ancora molto lavoro prima che ciò possa accadere.
Per creare l'algoritmo, i due ricercatori hanno analizzato i dati delle tre recenti frane del ghiacciaio Barry e di altre sei frane, cinque delle quali nel sud-est dell'Alaska e una sul lato ovest della parte inferiore di Cook Inlet, di fronte alla penisola di Kenai.
Negli ultimi decenni sono stati tentati altri tentativi. Diversi ricercatori hanno dimostrato che i sismogrammi delle frane possono essere utilizzati per stimare la posizione e il volume, ma questi sforzi di solito erano specifici per una regione, richiedevano una notevole messa a punto e non erano progettati per scopi in tempo reale.
Determinare la posizione della frana da stazioni sismiche distanti non consente una valutazione in tempo reale, a causa del tempo necessario alle onde sismiche per raggiungere tali stazioni.
West ha affermato che la ricerca aumenta il monitoraggio continuo e gli sforzi di allerta.
"Il potenziale per il monitoraggio in tempo reale delle grandi frane è una componente importante dell'impegno di tutte le agenzie in corso per affrontare il problema delle frane in Alaska", ha affermato.
Ulteriori informazioni: Ezgi Karasözen et al, Verso la valutazione sismica rapida delle frane nell'Alaska costiera, La registrazione sismica (2024). DOI:10.1785/0320230044
Fornito dall'Università dell'Alaska Fairbanks
