Prevedere i terremoti prima che accadano è il Santo Graal della sismologia. Se sapessimo dove e quando sta per colpire un catastrofico temblor, potremmo evacuare le persone, chiudere le linee del gas e puntellare le infrastrutture per proteggere vite e case. Sfortunatamente, come il Sacro Graal, la previsione del terremoto è in gran parte considerata un mito — notoriamente chiamato il regno di "sciocchi e ciarlatani" dal sismologo Charles Richter, l'uomo dietro la scala Richter.
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- I terremoti lenti sono una cosa
Ma ora, una nuova ricerca suggerisce che le zone di faglia che si preparano al rombo potrebbero effettivamente subire cambiamenti fisici che telegrafano un terremoto.
Marco Scuderi, un borsista post-dottorato presso l'Università La Sapienza di Roma, ha scoperto di essere in grado di rilevare questi cambiamenti sparando onde sismiche attraverso un modello di terremoto di laboratorio. Insieme alle analisi del mondo reale delle zone di guasto, questo modello suggerisce che il monitoraggio dei guasti attivi in tempo reale potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare sistemi di allerta precoce e forse un giorno prevedere persino terremoti devastanti prima che inizino. Scuderi e i suoi colleghi hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Nature Geoscience .
Jean-Paul Ampuero, un sismologo del California Institute of Technology che non era coinvolto nello studio, ha definito lo studio approfondito e i risultati promettenti. "Dobbiamo esplorare le implicazioni che ha sulla nostra capacità di misurare questi precursori prima di un grande terremoto", afferma.
Scuderi non si è mai prefissato di prevedere i terremoti - ed è cauto nell'usare la "parola p" quando parla del suo lavoro. Voleva invece capire se i terremoti regolari derivano da processi simili a quelli delle loro controparti più recenti scoperte, più delicate, note come terremoti lenti.
"Non sappiamo se i terremoti veloci e i terremoti lenti siano cugini, o se sono parenti lontani, o se non sono nemmeno imparentati", spiega il co-autore ed ex consulente laureato di Scuderi, Chris Marone, geoscienziato in Pennsylvania Università Statale.
Quindi Scuderi si è rivolto a un'enorme macchina per terremoti in metallo delle dimensioni di un Maggiolino Volkswagen per scoprirlo. Marone costruì la prima versione di questa macchina per terremoti a Penn State negli anni '90, poi lavorò con Scuderi e studiò il co-autore Cristiano Collettini all'Università La Sapienza di Roma per costruirne una seconda in Italia.
"Sembra molto grande e molto complicato", dice Scuderi. Ed è — ma dice che la logica alla base dei suoi meccanismi interni è facile. "Con questa macchina, proviamo solo a riprodurre il più possibile ciò che sta accadendo all'interno della Terra."
All'interno del colosso di metallo, i blocchi di metallo si comportano come placche tettoniche che scorrono l'una accanto all'altra e il quarzo tritato rappresenta le rocce frantumate all'interfaccia tra le placche. Poiché i terremoti hanno origine in profondità nella Terra piuttosto che su un banco di laboratorio, i ricercatori possono modificare la forza orizzontale e verticale esercitata sui blocchi per replicare le pressioni a diverse profondità sotto la superficie terrestre. E per simulare la rigidità o la comprimibilità delle placche tettoniche, possono cambiare la rigidità della molla sullo stantuffo utilizzato per spingere i blocchi uno accanto all'altro.
Modificando la rigidità della molla e la pressione sulla faglia, Scuderi potrebbe cambiare se le piastre si sono incastrate e poi si sono separate violentemente come un normale terremoto o se si sono lentamente liberate nel tempo, più come un lento terremoto. Essere in grado di creare l'intero spettro del comportamento sismico in laboratorio semplicemente modificando alcune variabili gli ha detto che i terremoti lenti e i terremoti rapidi potrebbero derivare da processi fisici simili nelle faglie tettoniche.
Inoltre, prima, durante e dopo il "terremoto", ha lanciato onde sismiche nella faglia e ha misurato il modo in cui sono cambiate mentre le attraversavano. Le onde sismiche hanno sempre rallentato proprio prima che si rompesse la faglia, un segnale precursore che risulta essere apparso anche nel mondo reale.
Tra il 2005 e il 2006, un gruppo di ricerca guidato da un sismologo dell'Università di Rice ha lanciato onde sismiche attraverso la faglia di San Andreas da un foro che era stato praticato nel sottosuolo. Quando hanno misurato la velocità delle onde mentre attraversavano la faglia, gli scienziati hanno capito che le onde avevano rallentato prima di due diversi terremoti. Altri studi che hanno semplicemente misurato il rumore sismico ambientale nelle aree di faglia hanno rilevato rallentamenti simili nello stesso periodo dei terremoti, ma non erano così chiari su quando esattamente questi rallentamenti sono avvenuti.
Sarà una sfida monitorare attivamente le zone di guasto per questi segnali precursori al di fuori del laboratorio. "L'hanno trovato in laboratorio su scala di esperimenti di laboratorio", afferma Ampuero. "Come si fa a ridimensionarlo fino a una faglia lunga 100 chilometri, in cui il processo di preparazione a un terremoto avviene a una profondità di 10 chilometri?"
Joan Gomberg, un sismologo del Geological Survey degli Stati Uniti che non è stato coinvolto in questa ricerca, concorda sul fatto che provare a rilevare questi segnali precursori fuori dal laboratorio non sarà facile, ma pensa che i risultati di Scuderi potrebbero significare che vale la pena provare. "Se è fattibile, è super eccitante", dice. "Suggerisce che potrebbero esserci dei modi per anticipare un grande terremoto o un terremoto distruttivo".
