La Faglia di Sant’Andrea a grandi profondità

La maggior parte dei terremoti che si verificano in California hanno origine nei primi 16 km di profondità, ma alcuni eventi tellurici della nota Faglia di Sant’Andrea si verificano molto più in basso. Il motivo per cui ciò avviene è ancora sconosciuto alla scienza, ma i ricercatori hanno compreso che la crosta a quelle profondità si rompe frequentemente e scioglie le rocce ospitanti, generando onde sismiche anomale.

Lo studio, condotto da Sylvain Barbot, assistente professore di scienze della Terra all’USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences e pubblicato su Science Advances, ha esaminato la meccanica di questi tremori dal basso verso l’alto, ossia all’inverso di quanto solitamente viene fatto.

I risultati sono significativi perché aiutano a comprendere come e dove è probabile che si verifichino i terremoti, insieme alle forze che li innescano. Una migliore comprensione scientifica aiuta a informare i regolamenti edilizi, le politiche pubbliche e la preparazione alle emergenze in aree colpite da terremoti come la California. I risultati possono anche essere importanti in applicazioni ingegneristiche in cui la temperatura delle rocce viene modificata rapidamente, ad esempio mediante fratturazione idraulica.

L’area scelta è quella di Parkfield, uno degli epicentri più monitorati al mondo. La faglia di Sant’Andrea attraversa la città e viene regolarmente interessata da terremoti significativi. Eventi di magnitudo 6 hanno scosso la sezione a intervalli abbastanza regolari nel 1857, 1881, 1901, 1922, 1934, 1966 e 2004, secondo l’US Geological Survey, ma a profondità maggiori, si verificano tremori più piccoli ogni pochi mesi.

Utilizzando modelli matematici ed esperimenti di laboratorio con le rocce, i ricercatori hanno condotto simulazioni basate sulle prove raccolte dalla sezione della faglia di Sant’Andrea che si estende fino a 58 chilometri a nord e 26 chilometri al di sotto di Parkfield. Hanno simulato la dinamica dell’attività di faglia nella Terra profonda per 300 anni per studiare un’ampia gamma di dimensioni e comportamenti di rottura.

Essi hanno osservato che, al termine di un grande terremoto, le placche tettoniche che si incontrano al confine della faglia si stabiliscono in una fase di avvicinamento; scivolano lentamente l’una sull’altra, causando disturbi poco avvertibili in superficie.

Ma questa armonia è solo apparente. A poco a poco il movimento attraverso pezzi di granito e quarzo, il substrato roccioso della Terra, genera calore a causa dell’attrito. Man mano che il calore si intensifica, i blocchi di roccia iniziano a cambiare e quando l’attrito spinge le temperature sopra i 343°C, i blocchi di roccia diventano meno solidi e più fluidi. Cominciano a scivolare con maggior vigore, generando più attrito, più calore e più fluidi, finché non scivolano l’uno sull’altro rapidamente, innescando un terremoto.

“Proprio come si sfregano le mani nella stagione fredda per riscaldarle, i movimenti della faglia possono essere causati da grandi sbalzi di temperatura“, ha detto Barbot. “Questo può creare un feedback positivo che li fa scorrere ancora più velocemente, generando alla fine un terremoto“.

È un modo diverso di vedere la faglia di Sant’Andrea. Gli scienziati in genere si concentrano sul movimento nella parte superiore della crosta terrestre, anticipando che il suo movimento a sua volta riattiva le rocce in profondità. Per questo hanno esaminato il problema al contrario.

“È difficile fare previsioni“, ha aggiunto Barbot, “quindi invece di prevedere soltanto i terremoti, stiamo cercando di spiegare tutti i diversi tipi di movimento osservati nel terreno“.