Pubblicato il: 11 dicembre 2017 alle 8:00 am

Le onde gravitazionali saranno utili per riconoscere precocemente forti terremoti I risultati di una importante ricerca interdisciplinare pubblicata di recente su Science

di Teresa Terracciano.

Parigi, 11 Dicembre 2017 – Dopo un terremoto avviene un “turbamento” nel campo gravitazionale quasi istantaneamente. Questo potrebbe essere registrato prima delle onde sismiche che i sismologi solitamente analizzano. In un recente studio pubblicato su Science, una squadra formata da ricercatori del CNRS, IPGP, l’Université Paris Diderot e Caltech è riuscita a osservare questi segnali deboli legati alla gravità e a capire da dove provengono. Poiché sono sensibili all’entità dei terremoti, questi segnali possono svolgere un ruolo importante nell’identificazione precoce del verificarsi di un grave terremoto.

Questa ricerca è nata dalla collaborazione tra sismologi e fisici che stavano sviluppando tecniche di misurazione al fine di rilevare le onde gravitazionali. I terremoti cambiano l’equilibrio delle forze sulla Terra ed emettono onde sismiche le cui conseguenze possono essere devastanti. Ma queste stesse onde disturbano anche il campo di gravità della Terra, che emette un segnale diverso. Ciò è particolarmente interessante al fine di quantificare velocemente i tremori perché si muove alla velocità della luce, a differenza delle onde del tremore, che si propagano a velocità comprese tra 3 e 10 km/s. Quindi i sismometri in una stazione situata a 1000 km dall’epicentro potrebbero potenzialmente rilevare questo segnale più di due minuti prima dell’arrivo delle onde sismiche.

Il lavoro presentato, che segue uno studio del 2016, ha dimostrato questo segnale per la prima volta, aumentando notevolmente la sua comprensione. Innanzitutto, gli scienziati hanno effettivamente osservato questi segnali sui dati di circa dieci sismometri situati tra 500 e 3000 km dall’epicentro del terremoto giapponese del 2011 (magnitudo 9.1). Dalle loro osservazioni, i ricercatori hanno poi dimostrato che questi segnali erano dovuti a due effetti. Il primo è il cambiamento di gravità che si verifica nella posizione del sismometro, che modifica la posizione di equilibrio della massa dello strumento. Il secondo effetto, che è indiretto, è dovuto al cambiamento di gravità ovunque sulla Terra, che disturba l’equilibrio delle forze e produce nuove onde sismiche che raggiungeranno il sismometro.

Tenendo conto di questi due effetti, i ricercatori hanno dimostrato che questo segnale relativo alla gravità è molto sensibile alla magnitudo del terremoto, il che lo rende un buon candidato per quantificare rapidamente l’entità dei forti terremoti. La sfida futura è riuscire a sfruttare questo segnale per magnitudini inferiori a circa 8 – 8,5, perché al di sotto di questa soglia il segnale è troppo debole rispetto al rumore sismico emesso naturalmente dalla Terra, e dissociarlo da questo rumore è complicato. Pertanto, sono state previste diverse tecnologie, tra cui alcune ispirate agli strumenti sviluppati per rilevare le onde gravitazionali per compiere un nuovo passo in avanti nel rilevamento di questi preziosi segnali.

Fonte per approfondimenti: Martin Vallée, Jean Paul Ampuero, Kévin Juhel, Pascal Bernard, Jean-Paul Montagner, Matteo Barsuglia. Observations and modeling of the elastogravity signals preceding direct seismic waves. Science, 2017; DOI: 10.1126/science.aao0746

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