La temperatura e lo sforzo di taglio sono due variabili influenti che influenzano la fagliazione e la sismicità nelle zone di subduzione, dove convergono le placche tettoniche. Tuttavia, poiché i terremoti hanno origine decine di chilometri sotto la superficie terrestre ai confini delle placche, gli effetti della temperatura e l'entità dello stress sono poco conosciuti e oggetto di accesi dibattiti.

Philip England e colleghi hanno esplorato queste variabili al confine della placca nel nord di Honshu, l’isola più grande del Giappone e teatro del devastante terremoto di Tōhoku nel 2011, il più potente mai registrato in Giappone. Gli autori hanno utilizzato un fitto insieme di misurazioni del flusso di calore raccolte da pozzi profondi 100 metri come proxy per le misurazioni all'interfaccia inaccessibile delle placche.

I risultati sono pubblicati sulla rivista Geochemistry, Geophysicals, Geosystems .

La loro analisi matematica ha rilevato che la temperatura ad una profondità di 60 chilometri al confine della placca è di circa 660°C, mentre lo stress di taglio è di circa 100 megapascal. Entrambi i dati, soprattutto le stime della temperatura, presentano un certo grado di incertezza dovuto alla difficoltà di determinare il contributo del calore radiogenico. Ma entrambi sono notevolmente più alti rispetto alle stime passate, che erano generalmente inferiori rispettivamente a circa 400°C e poche decine di megapascal.

Tuttavia, i risultati sono in linea con un'analisi del flusso di calore completata nella zona di subduzione di Kermadec, l'unico altro luogo in cui lo stress di taglio è stato stimato utilizzando una densità comparabile di misurazioni superficiali, dove l'incertezza dovuta all'influenza della radioattività è sostanzialmente inferiore.

I risultati migliorano la comprensione delle condizioni che circondano i terremoti al confine settentrionale della placca Honshu. Inoltre, spiegano la temperatura e la pressione osservate nelle rocce della cintura di Sanbagawa nel Giappone sudoccidentale, una traccia portata alla luce di un'interfaccia di placche vecchia di 90 milioni di anni.

Come notano gli autori, la concordanza dei risultati con le condizioni dell'interfaccia odierna supporta la tesi secondo cui i confini delle placche relitte come il Sanbagawa registrano condizioni fisiche e chimiche pertinenti alla formazione dei terremoti nelle zone di subduzione contemporanee.

Ulteriori informazioni: Philip England et al, Implicazioni del flusso di calore superficiale per lo stress di taglio e la temperatura sull'interfaccia della piastra sotto Honshu settentrionale, Geochimica, geofisica, geosistemi (2024). DOI:10.1029/2023GC011285

Fornito da Eos

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di Eos, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.