Secondo un gruppo di ricerca della Penn State e della Brown University, le rocce un tempo sepolte in profondità in antiche zone di subduzione – dove le placche tettoniche si scontrano – potrebbero aiutare gli scienziati a fare previsioni migliori su come queste zone si comportano durante gli anni tra i grandi terremoti.
Gli indizi provenienti dalle formazioni rocciose dell’Alaska e del Giappone hanno permesso agli scienziati di sviluppare un nuovo modello per prevedere l’attività della soluzione di pressione nelle zone di subduzione, hanno riferito i ricercatori sulla rivista Progressi della scienza. Le rocce sedimentarie comprendono grani circondati da pori contenenti acqua. Quando le rocce vengono compresse insieme sotto forte pressione, i granelli si dissolvono ai loro confini nell’acqua presente nei pori, formando una soluzione sotto pressione. Ciò consente alle rocce di deformarsi o cambiare forma, influenzando il modo in cui le placche tettoniche scivolano l’una sull’altra.
“È come quando vai a pattinare sul ghiaccio: la lama in superficie finisce per sciogliere il ghiaccio, permettendoti di scivolare”, ha detto l’autore corrispondente Donald Fisher, professore di geoscienze alla Penn State. “Nelle rocce, ciò che accade è che i grani di quarzo si dissolvono nei contatti stressati e il materiale disciolto si sposta nelle fessure dove precipita.”
I terremoti più potenti del mondo si verificano nelle zone di subduzione, dove una placca tettonica scivola sotto l’altra. Quando queste placche si attaccano insieme, lo stress si accumula nella crosta terrestre, come un elastico che viene allungato. Quando si accumula abbastanza stress da superare l’attrito che tiene insieme le piastre – come un elastico che si spezza – si verifica un terremoto.
“Abbiamo dimostrato che la soluzione della pressione è un processo fondamentale durante il periodo intersismico nelle zone di subduzione”, ha affermato Fisher. “Il verificarsi di questa soluzione di pressione può davvero influenzare la quantità di deformazione elastica che si accumula in diverse parti della zona sismogenetica.”
La soluzione della pressione è difficile da esplorare in laboratorio perché in genere si verifica molto lentamente nel corso di migliaia o milioni di anni, ha affermato Fisher. Accelerare il processo in laboratorio richiede temperature più elevate, che producono altri cambiamenti nelle rocce che influiscono sugli esperimenti.
Gli scienziati si sono invece rivolti alle rocce che un tempo subivano queste pressioni tettoniche e che successivamente venivano portate in superficie da processi geologici. Le rocce mostrano cesoie microscopiche – o rotture causate dalla tensione – che contengono strutture che forniscono la prova della soluzione di pressione, hanno detto gli scienziati.
“Questo lavoro ci permette di testare una legge di flusso, o modello, che descrive il tasso di pressione della soluzione nelle rocce antiche che una volta si trovavano al confine della placca e sono state riesumate in superficie”, ha detto Fisher. “E possiamo applicare questo ai margini attivi che si stanno muovendo oggi.”
Uno studio precedente condotto da un altro team di scienziati ha collegato lo stress subito dalle rocce e la velocità di deformazione, o quanto si sono deformate. Nel nuovo lavoro, Fisher e il suo collega Greg Hirth, professore alla Brown University, hanno creato un modello più dettagliato che considera fattori come la dimensione dei grani delle rocce e la solubilità, o la quantità di materiale roccioso che può dissolversi in un liquido.
“Siamo stati in grado di parametrizzare la solubilità in funzione della temperatura e della pressione, in un modo pratico che non era mai stato fatto prima”, ha detto Fisher. “Così ora possiamo inserire i numeri: diverse dimensioni dei grani, diverse temperature, diverse pressioni e ricavarne la velocità di deformazione.”
I risultati possono aiutare a rivelare dove nello strato sismogenico – l’intervallo di profondità a cui si verifica la maggior parte dei terremoti – si sta verificando quella tensione.
I ricercatori hanno applicato il loro modello alla zona di subduzione della Cascadia, una faglia attiva che si estende dalla California settentrionale al Canada e attraversa grandi città come Portland, Oregon, Seattle e Vancouver, British Columbia.
La temperatura lungo il confine delle placche e la quantità di deformazione accumulata sono ben studiate lì, e i risultati del loro modello corrispondono ai movimenti crostali basati sulle osservazioni satellitari, hanno detto gli scienziati.
“Cascadia è un ottimo esempio perché è in ritardo nel periodo intersismico: sono passati 300 anni dall’ultimo grande terremoto”, ha detto Fisher. “Potremmo sperimentarne uno nel corso della nostra vita, che sarebbe il più grande disastro naturale che il Nord America possa prevedere in termini di potenziale terremoto e conseguente tsunami”.
La National Science Foundation ha sostenuto questo lavoro.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
