Ora sappiamo perché il terremoto del 2011 in Giappone è stato così devastante e mortale
Il devastante terremoto di magnitudo 9.1 che ha colpito il Giappone l'11 marzo del 2011, formalmente conosciuto come terremoto e maremoto del Tōhoku, è balzato agli onori della cronaca internazionale come il disastro naturale più costoso della storia. Oltre all'impatto sulla centrale nucleare di Fukushima Daiichi, con la fusione dei reattori, la combinazione dei due fenomeni ha prodotto circa 20.000 morti, oltre 2.000 dispersi, più di 120.000 edifici distrutti, l'evacuazione di quasi mezzo milione di persone e danni complessivi per 360 miliardi di dollari. Una tragedia nazionale le cui ferite sono ancora aperte e profonde nella popolazione nipponica.
Ora un nuovo studio ha finalmente svelato perché questo catastrofico evento, il cui sisma principale è durato ben 6 minuti e ha prodotto un'onda di tsunami alta fino a 40 metri, sia stato così potente e distruttivo. Tutto è legato alla zona di faglia, che si è formata su un debole, morbido e viscido strato di argilla spesso pochi metri e situato a migliaia di metri di profondità, nel cuore dell'Oceano Pacifico. Al di sopra e al di sotto di questo strato, formatosi nel corso di 130 milioni di anni a partire dal Cretaceo fino a 20 milioni di anni fa, giacciono spessi strati di roccia. La natura di questo materiale ha fatto sì che la rottura della faglia si propagasse rapidamente attraverso il fondale, permettendo un scorrimento di 50-70 metri del margine di placca nonostante il piano di rottura fosse spesso appena 1 centimetro. Ciò ha sollevato il fondale marino di diversi metri, innescando il mostruoso tsunami che ha avuto effetti devastanti su varie prefetture del Giappone (l'epicentro fu al largo della costa nord-orientale di Honshu).
A determinare il ruolo centrale del debole strato d'argilla nella distruttività del terremoto e maremoto del 2011 è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati statunitensi dell'Università del Nevada, che hanno collaborato a stretto contatto con colleghi di diversi istituti. Fra quelli coinvolti figurano la Scuola di Terra e Sostenibilità della Northern Arizona University, il Kochi Institute for Core Sample Research dell'Agenzia giapponese per la scienza e la tecnologia marina e terrestre (JAMSTEC), l'Università Heriot-Watt di Edimburgo (Regno Unito), l'Università Nazionale Australiana (ANU) e altri. I ricercatori, coordinati dal professor JD Kirkpatrick, docente presso il Dipartimento di Scienze Geologiche e Ingegneria dell'ateneo di Reno, sono giunti alle loro conclusioni dopo aver analizzato i campioni di carotaggio recuperati nel 2024 dalla Chikyu, una delle navi da ricerca più avanzate al mondo grazie al suo sistema di trivellazione estremo. Basti sapere che, durante la spedizione presso la Fossa del Giappone alla ricerca dei segnali di rottura della faglia di Tōhoku-oki, è stata eseguita una perforazione fino a 7.906 metri di profondità, stabilendo un nuovo record mondiale in ambito oceanico. L'operazione è stata condotta nel contesto della campagna dell'International Ocean Discovery Program.
I campioni raccolti nella zona di faglia hanno mostrato la presenza dell'antichissimo e debole strato di argilla, con uno spessore di pochi metri. Il coautore dello studio Ron Hackney, docente di geofisica presso l'ANU, ha affermato che lo strato di argilla è molto morbido, viscido ed eccezionalmente debole, una scoperta che ha definito “sorprendente e insolita”, dato che è la prima volta che questo materiale viene associato a un piano di faglia legato a depositi antichissimi. “Questo lavoro aiuta a spiegare perché il terremoto del 2011 si è comportato in modo così diverso da quanto previsto da molti dei nostri modelli”, ha dichiarato lo scienziato in un comunicato stampa. “Questo fango antico ricco di argilla si è formato da particelle microscopiche che si sono depositate lentamente sul fondale marino sotto l'Oceano Pacifico nel corso del tempo, un processo che ha avuto luogo nell'arco di 130 milioni di anni, mentre la placca tettonica del Pacifico si spostava lentamente verso ovest per poi essere spinta sotto il Giappone”, ha aggiunto l'esperto. “La zona di faglia si è formata in quel debole strato di argilla mentre quei sedimenti scivolavano lentamente sotto il Giappone, spostandosi di circa 10 centimetri all'anno. Dato che lo strato di argilla debole è racchiuso tra strati di roccia più resistenti, sia sopra che sotto, l'argilla ha agito come una ‘linea di strappo‘ naturale che ha causato la formazione della faglia all'interno di quello strato”, ha concluso Hackney.
L'accumulo di stress durato centinaia di anni in una zona di faglia così delicata ha generato una rottura che ha trovato poca resistenza a causa della natura del materiale coinvolto. Nonostante il piano di rottura fosse spesso un solo centimetro, infatti, la faglia si è spostata fino a 70 metri e il fondale si è alzato di diversi metri, producendo l'evento catastrofico. Il debole strato di argilla suggerisce che la Fossa del Giappone possa essere più suscettibile a rotture con ampi scorrimenti della placca. I ricercatori si chiedono se anche nel devastante terremoto di Sumatra del 2004 sia stato coinvolto uno strato di argilla. Sapere se questo materiale è presente nelle zone di faglia può aiutare gli scienziati a prevedere la distruttività di futuri terremoti e maremoti. I dettagli della ricerca “Extreme plate boundary localization promotes shallow earthquake slip at the Japan Trench” sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica Science.
