Pre-terremoto:
Prima che si verifichi un terremoto, le rocce su entrambi i lati di una faglia sono bloccate insieme a causa dello stress tettonico accumulato. La resistenza all'attrito tra queste rocce è elevata, impedendo loro di scivolare facilmente l'una sull'altra. Questo elevato livello di attrito è mantenuto da vari fattori, tra cui l'incastro delle superfici rocciose, la presenza di fluidi e la sollecitazione normale effettiva (la pressione che agisce perpendicolarmente alla superficie della faglia).
Iniziazione del terremoto:
Quando lo stress tettonico aumenta e supera la resistenza di attrito, le rocce superano l'attrito statico e la faglia inizia a scivolare. Questa rottura iniziale nuclea il terremoto e segna l'inizio delle onde sismiche. In questa fase la resistenza d'attrito è ancora elevata, ma comincia a diminuire man mano che le rocce scivolano l'una sull'altra.
Fase di rottura dinamica:
Man mano che la rottura del terremoto si propaga, la velocità di scorrimento aumenta e la resistenza di attrito tra le rocce diminuisce ulteriormente. Questa fase è caratterizzata da un rilascio rapido e instabile di energia, che fa tremare violentemente il terreno. La diminuzione dell'attrito consente alla rottura di diffondersi rapidamente lungo la faglia, generando forti onde sismiche.
Fase di indebolimento dello scivolamento:
Durante la fase di rottura dinamica, la resistenza d'attrito può subire un fenomeno chiamato “indebolimento dello scorrimento”. Ciò si riferisce alla riduzione dell'attrito all'aumentare dello spostamento di scorrimento (la quantità di movimento tra le rocce). Questo indebolimento può verificarsi a causa di vari meccanismi, come effetti termici, danneggiamento delle superfici rocciose e presenza di fluidi. L'indebolimento dello scivolamento favorisce la propagazione della rottura del terremoto e può portare a scuotimenti del terreno su larga scala.
Fase post-terremoto:
Dopo il terremoto, la resistenza d'attrito aumenta nuovamente gradualmente man mano che le superfici di faglia si fermano. Le rocce iniziano ad aderire l'una all'altra e il movimento di scivolamento rallenta fino a fermarsi. Durante questa fase possono verificarsi scosse di assestamento, che sono terremoti più piccoli che seguono l'evento principale e sono legati al riaggiustamento delle sollecitazioni e delle proprietà di attrito in seguito al terremoto.
Comprendere l'evoluzione dell'attrito durante un terremoto è fondamentale per modellare e prevedere con precisione il comportamento delle rotture sismiche. Aiuta scienziati e ingegneri a progettare strutture antisismiche, valutare i rischi sismici e mitigare i rischi associati a questi eventi devastanti.
