Una nuova ricerca su una massiccia faglia di spinta suggerisce che il prossimo grande terremoto potrebbe essere imminente

Terremoti e tsunami su larga scala hanno storicamente colpito le regioni occidentali degli Stati Uniti e del Canada, ed è probabile che questo impatto continui in futuro.

Al largo delle coste meridionali della Columbia Britannica, di Washington, dell’Oregon e della California settentrionale, c’è una striscia lunga 600 miglia dove il fondale dell’Oceano Pacifico sprofonda gradualmente verso est sotto il Nord America.

Quest’area, chiamata Zona di Subduzione della Cascadia, ospita un’enorme spaccatura, dove le placche tettoniche si muovono l’una contro l’altra in modo molto pericoloso. Le piastre possono periodicamente rompersi e accumulare tensioni su vaste aree, solo per poi rilasciarsi quando finalmente oscillano l’una contro l’altra.

Il risultato: i più grandi terremoti del mondo, che scuotono il fondale marino e la terra, generando onde di tsunami alte 100 piedi o più. Una faglia simile al largo del Giappone ha causato il disastro nucleare di Fukushima nel 2011. Aree simili esistono al largo dell’Alaska, del Cile e della Nuova Zelanda, tra gli altri luoghi. A Cascadia, si pensa che grandi terremoti si verifichino ogni 500 anni, più o meno un po’ di più. L’ultimo terremoto si è verificato nel 1700.

Progressi della ricerca nella comprensione dell’attività sismica

Gli scienziati hanno lavorato a lungo per comprendere le infrastrutture e i meccanismi sotterranei di Cascadia, al fine di determinare quali luoghi sono più vulnerabili ai terremoti, quanto sono grandi questi luoghi e quali segnali di allarme potrebbero produrre. Non esiste la possibilità di prevedere un terremoto; Piuttosto, gli scienziati cercano di prevedere le probabilità di molteplici scenari, sperando di aiutare le autorità a progettare norme edilizie e sistemi di allarme per ridurre al minimo i danni quando succede qualcosa.

Uno studio pubblicato di recente promette di migliorare notevolmente questi sforzi. Una nave da ricerca che traina una serie di strumenti geofisici all’avanguardia lungo quasi tutta l’area ha prodotto la prima indagine completa delle numerose strutture complesse sotto il fondale marino. Queste strutture includono la geometria della placca oceanica in subduzione e dei sedimenti sovrastanti, nonché la composizione della placca nordamericana. Lo studio è stato recentemente pubblicato su una rivista Progresso scientifico.

“I modelli attualmente utilizzati dalle agenzie pubbliche erano basati su un insieme limitato di dati vecchi e di bassa qualità risalenti agli anni ’80”, ha affermato Susan Carbut, geofisica marina dell’Università di Harvard. Università della ColumbiaIl dottor John Lamont Doherty, direttore dell’Osservatorio della Terra di Harvard, che ha guidato la ricerca, ha dichiarato: “L’enorme forza di spinta ha una geometria più complessa di quanto precedentemente ipotizzato. Lo studio fornisce un nuovo quadro per valutare i rischi di terremoti e tsunami”.

Finanziati dalla National Science Foundation degli Stati Uniti, i dati sono stati raccolti durante una crociera di 41 giorni nel 2021 dalla nave da ricerca di Lamont, la Marcus G. Langseth. I ricercatori a bordo della nave sono penetrati nel fondale marino con potenti impulsi sonori e hanno letto gli echi, che sono stati poi convertiti in immagini, in modo simile al modo in cui i medici creano scansioni interne del corpo umano.

Nuove intuizioni sulla suddivisione delle faglie e sui rischi di tsunami

Tra le loro scoperte chiave: la zona di faglia megathrust non è solo una struttura continua, ma è divisa in almeno quattro parti, ciascuna parte in qualche modo isolata dai movimenti delle altre. Gli scienziati hanno a lungo dibattuto se gli eventi passati, compreso il terremoto del 1700, abbiano distrutto l’intera regione o solo una parte di essa – una questione chiave, perché più a lungo dura la rottura, più grande è il terremoto.

I dati mostrano che le parti sono divise da elementi sepolti, comprese grandi faglie, dove i lati opposti scivolano l’uno contro l’altro perpendicolarmente alla riva. Ciò può aiutare a impedire che il movimento di una parte si sposti su quella successiva. “Non possiamo dire che questo significhi sicuramente che solo le singole parti si romperanno, o che tutto si romperà in una volta”, ha detto Harold Tobin, geofisico del Massachusetts Institute of Technology. Università di Washington “Ma questo rafforza l’evidenza di rotture frammentarie”.

Le immagini indicano anche le ragioni di questa divisione: il bordo solido della placca continentale nordamericana è costituito da molti tipi diversi di rocce, formatesi in tempi diversi nel corso di decine di milioni di anni, e alcune sono più dense di altre. Questa diversità di rocce continentali fa sì che la placca oceanica in arrivo, più flessibile, si pieghi e si torca per adattarsi alle differenze di pressione sopra di essa. In alcuni punti le sezioni inclinano con angoli relativamente ripidi, in altri con angoli poco profondi.

I ricercatori si sono concentrati su una sezione in particolare, che va dal sud dell’isola di Vancouver lungo lo stato di Washington, terminando all’incirca al confine con l’Oregon. La topografia sotterranea di altre parti è relativamente ruvida, con caratteristiche oceaniche come faglie e montagne sottomarine in subduzione che sfregano contro la piastra superiore – caratteristiche che possono erodere la piastra superiore e limitare l’entità della propagazione di qualsiasi terremoto all’interno della sezione, limitando così la magnitudo. del terremoto. Al contrario, il tratto da Vancouver a Washington è completamente liscio. Ciò significa che potrebbe essere più probabile che si strappi per tutta la sua lunghezza contemporaneamente, rendendola la sezione più pericolosa.

Ricerca in corso e sue implicazioni per l’integrità regionale

Anche in questa parte il fondale marino sprofonda sotto la crosta continentale con un angolo relativamente basso rispetto ad altre parti. In altre parti, la maggior parte dell’interfaccia tra le placche soggetta a terremoti si trova al largo, ma qui lo studio ha scoperto che l’angolo di subduzione poco profondo significa che probabilmente si estende direttamente sotto la penisola olimpica di Washington. Ciò potrebbe amplificare eventuali scosse sul terreno. “Ci vuole molto studio, ma per posti come Tacoma e Seattle, potrebbe fare la differenza tra allarmante e catastrofico”, ha detto Tobin.

Con i finanziamenti dell’US Geological Survey, un consorzio di agenzie statali e federali e istituzioni accademiche ha studiato i dati da quando sono diventati disponibili per risolverne le implicazioni.

Per quanto riguarda il rischio tsunami, è “ancora un lavoro in corso”, afferma Kellin Wang, ricercatore presso il Geological Survey of Canada che non è stato coinvolto nello studio. Il gruppo di Wang sta utilizzando i dati per modellare le caratteristiche del fondale marino al largo dell’isola di Vancouver che potrebbero generare tsunami. (In generale, gli tsunami si verificano quando il fondale marino profondo si muove verso l’alto o verso il basso durante un terremoto, inviando un’onda in superficie che concentra la sua energia e guadagna altezza quando raggiunge le acque costiere poco profonde.) Wang ha detto che i suoi risultati andranno a un altro gruppo che modella le onde dello tsunami, e poi a un altro gruppo che analizza i rischi sul terreno.

I ricercatori affermano che le valutazioni pratiche che potrebbero avere un impatto sui regolamenti edilizi o su altri aspetti della preparazione potrebbero essere pubblicate già dal prossimo anno. “C’è molta più complessità qui di quanto si pensasse in precedenza”, ha detto Carbot.

Riferimento: “Struttura delle placche subdotte e morfologia della spinta massiccia da immagini sismiche profonde associate alla segmentazione della rottura del terremoto in Cascadia” di Susan M. Carbot, Brian Boston, Shushu Han, Brandon Schock, Jeffrey Bisson, J. Pablo Canales, Harold Tobin, Nathan Miller, Mladen Nedimovic, Anna Treho, Michelle Li, Madeleine Lucas, Hanshao Jian, Danqi Jiang, Liam Moser, Chris Anderson e Darren Good, Jaime Fernandez, Chuck Campbell, Antara Goswami e Rajendra Jalawat, 7 giugno 2024, Progresso scientifico.
DOI: 10.1126/sciadv.adl3198

Lo studio è stato finanziato dalla National Science Foundation statunitense.