Luna e Sole potrebbero innescare dei terremoti “lenti” sulla Terra, generando le maree terrestri

La gravità della Luna e del Sole non provoca solamente le maree degli oceani, ma deforma leggermente anche la superficie solida della Terra, generando le cosiddette maree terrestri. Queste deformazioni sono minuscole, ma un nuovo studio pubblicato sulla rivista Journal of Geophysical Research: Solid Earth mostra attraverso simulazioni numeriche che, in determinate condizioni, possono essere sufficienti a dare la "spinta finale" a un terremoto "lento".

Il meccanismo è simile a quello di un’altalena: una singola spinta molto debole produce poco effetto, ma se viene data ogni volta al momento giusto può far aumentare progressivamente l’oscillazione. Allo stesso modo, le piccole sollecitazioni periodiche prodotte da Luna e Sole possono essere amplificate quando agiscono con il ritmo giusto su una zona della crosta già vicina al punto di scorrimento. Questo non significa che Luna e Sole siano in grado di creare dal nulla l’energia di un terremoto. Quell’energia è già accumulata nella crosta terrestre a causa dei movimenti delle placche tettoniche. L’effetto gravitazionale dei due astri può invece, secondo le simulazioni pubblicate sul Journal of Geophysical Research: Solid Earth, contribuire a determinare quando avviene lo scorrimento in alcune condizioni particolari.

Lo studio riguarda soprattutto i cosiddetti terremoti "lenti", nei quali le rocce ai due lati di una frattura della crosta scorrono l’una rispetto all’altra molto più lentamente rispetto a un normale terremoto. Invece di liberare gran parte dell’energia in pochi secondi, il movimento può durare ore, giorni o anche più a lungo. Proprio per alcuni di questi eventi era già stata osservata una correlazione con il ciclo delle maree prodotte da Luna e Sole, ma mancava una spiegazione convincente di come forze così piccole (pochi kilopascal, praticamente la pressione di una mano appoggiata su di una superficie) potessero avere un effetto significativo. La risposta proposta dal nuovo studio è un fenomeno simile alla risonanza. Per comprenderlo possiamo tornare all’esempio dell’altalena: non è necessario spingerla con grande forza, basta applicare una piccola spinta ripetutamente nel momento giusto. Se invece le spinte arrivano fuori tempo, il loro effetto rimane molto più piccolo. Le simulazioni mostrano che un comportamento analogo può verificarsi nella crosta terrestre: quando il ritmo delle deformazioni prodotte dalle maree è compatibile con il modo in cui una determinata zona reagisce alle sollecitazioni, il movimento può essere amplificato fino a favorire lo scorrimento.

Per affrontare il problema, il gruppo guidato da Yishuo Zhou della PSL University di Parigi ha utilizzato un modello numerico semplificato di una faglia chiamato spring-block, letteralmente "blocco e molla". Il blocco rappresenta una porzione della faglia capace di scorrere, mentre la molla riproduce il caricamento prodotto dalle forze tettoniche. Il comportamento dell'attrito è stato descritto attraverso le cosiddette leggi rate-and-state, utilizzate in sismologia per tenere conto del fatto che la resistenza di una faglia dipende sia dalla velocità con cui scorre sia dalla sua storia precedente. I ricercatori hanno quindi aggiunto al modello piccole perturbazioni periodiche analoghe a quelle prodotte dalle maree di Luna e Sole.

Le simulazioni mostrano che il parametro fondamentale non è semplicemente quanto è forte lo stress mareale, ma anche quanto velocemente varia rispetto alla risposta naturale della faglia. Possiamo tornare all'esempio dell'altalena: spingerla casualmente con una forza molto piccola produce quasi nessun effetto, ma applicare la stessa piccola forza ogni volta nel momento giusto permette di aumentare progressivamente l'ampiezza dell'oscillazione. Allo stesso modo, quando il periodo della perturbazione mareale si avvicina al tempo caratteristico con cui una faglia reagisce alle variazioni di stress, la velocità di scorrimento può essere amplificata. Gli autori descrivono questo comportamento come un effetto simile alla risonanza.

Lo studio non dimostra che la posizione di Luna e Sole possa essere utilizzata per prevedere un normale terremoto distruttivo, né che le maree terrestri siano la causa dell'energia liberata durante i terremoti. Mostra piuttosto un possibile meccanismo fisico per spiegare come una perturbazione minuscola possa determinare quando una faglia già molto vicina all'instabilità inizia a scorrere.

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