E’ in uscita sulla prestigiosa rivista internazionale Nature un articolo dal titolo: “Fault lubrication during earthquakes” che spiega i risultati dei processi che accompagnano la frattura delle rocce allo scatenarsi di un grande terremoto. L’articolo è a firma di Giulio Di Toro, Rachee Han, Takehiro Hirose, Nicola De Paola, Stefan Nielsen, Kazuo Mizoguchi, Fabio Ferri, Massimo Cocco and Toshihko Shimamoto. Il progetto è finanziato dall’European Research Council (ERC) ed è quindi uno dei pochi in Europa selezionati da esperti internazionali sulla base dell’eccellenza. Gli studiosi, che da qualche tempo si stanno dedicando a originali esperimenti di laboratorio di sismologia sperimentale nel corso dei quali, delle particolari macchine che potremmo descrivere come grandi torni,  sottopongono vari tipi di campioni di rocce a condizioni di stress simili a quelle che si verificano prima e durante un terremoto.

I risultati di oltre trecento  esperimenti di questo tipo hanno portato a un importante risultato. Contrariamente a quanto si potrebbe credere, lungo il piano di scorrimento di una faglia sismica, cioè di quella frattura della roccia che si mette in movimento provocando la scossa di terremoto, non c’è un forte attrito, ma al contrario, una naturale lubrificazione e quindi un più facile scorrimento.

Ma come mai succede questo fenomeno? Lo chiediamo al primo firmatario dell’articolo il geologo Giulio Di Toro, dell’Università di Padova e ricercatore associato all’INGV, responsabile del progetto ERC.

“Durante lo scorrimento si verifica l’interazione e il riscaldamento di due blocchi di roccia e questo fa si che si verifichino tutta una serie di processi che vanno dalle  reazioni chimiche alla fusione stessa della roccia.  Questo fenomeno lubrifica la superficie di faglia. In natura esistono  però svariatissimi tipi di rocce e la lubrificazione non avviene sempre allo stesso modo. I processi che stanno dietro alla lubrificazione sono i più disparati e alcuni sono più facili da studiare e li abbiamo compresi, per altri invece siamo proprio all’inizio e c’è molto lavoro davanti.

Ad esempio nelle rocce coesive, cioè molto dure come il granito, la lubrificazione della faglia avviene per fusione della roccia: è un fenomeno visibile e comprensibile agli occhi dello scienziato. Ma i processi di lubrificazione che avvengono nelle argille, cioè in un materiale sciolto, sono differenti e non li abbiamo ancora compresi. Comunque, dagli esperimenti, si vede che c’è un abbassamento dell’attrito fra i due lembi della faglia, fenomeno che fino ad alcuni anni fa era impensabile”.

Quali ripercussioni ha questa consapevolezza sullo studio della genesi dei terremoti e sui loro effetti?  “Noi della fisica dei terremoti conosciamo pochissimo. Le informazioni che possediamo, le possiamo chiamare di tipo indiretto, cioè vengono dalla registrazione delle onde sismiche.

Attraverso lo studio delle onde sismiche siamo in grado di quantificare la magnitudo, cioè quanta energia ha rilasciato un terremoto, oppure in che direzione si è propagata la rottura sismica lungo la faglia, da nord verso sud per esempio. La sismologia è uno strumento potentissimo per lo studio dei terremoti , però non è in grado di dire cosa avviene quando vengono emesse le onde e quindi ci manca qualcosa di fondamentale per comprendere la fisica dei terremoti.

Bisogna quindi partire da un approccio di tipo sperimentale medianti esperimenti che riproducono le condizioni di deformazione della sorgente di un terremoto. Inoltre, questo tipo di studio forse un giorno ci consentirà di prevedere i terremoti, misurando in laboratorio dei segnali “precursori” che precedono la catastrofe”.

Questa scoperta accresce la preoccupazione che attività umane in zone sismiche, come la movimentazione di fluidi profondi in operazioni di estrazione o di pompaggio, possa indurre artificialmente dei terremoti?

“I risultati  scientifici  che abbiamo raggiunto riguardano come avviene  la lubrificazione sulla faglia durante un terremoto e non gli effetti di eventuale pompaggio di CO2 o di acqua nel sottosuolo prima del terremoto. Tuttavia, nei prossimi anni, ci proponiamo di studiare anche questi fenomeni. Infatti  la macchina istallata presso l’INGV è attrezzata con congegni  per riprodurre l’ingresso di fluidi dall’esterno di una faglia e quindi per studiare anche gli effetti indotti dall’attività umana. E questo perchè non ci vogliamo limitare allo studio di quel che avviene durante il terremoto, ma estendere le nostre ricerche ai fenomeni che precedono il terremoto”.

SONIA TOPAZIO
Capo ufficio stampa
Ufficio di Presidenza
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

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