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Scritto da Francesca Pezzella

La subduzione è un tipo di fenomeno che può essere causa di terremoti e, conseguentemente, di tsunami. Ma di cosa si tratta esattamente? Lo abbiamo chiesto a Mara Tiberti, ricercatrice dell’INGV che ha risposto alle nostre curiosità.

Mara, com'è composto il guscio più esterno della Terra? 

Il guscio più esterno della Terra, chiamato litosfera, è composto da diversi frammenti che vengono chiamati placche. Ciascuna placca può includere parti di continente e/o di oceano. Queste placche sono in movimento, per cui i loro bordi sono soggetti a scorrimento, trazione o compressione.

Che cosa si intende per fenomeno di subduzione? 

La subduzione è il processo per cui una placca può scorrere sotto un’altra se lungo il margine di contatto avviene compressione. La placca inferiore può scendere all’interno del mantello (così viene chiamato lo strato sotto la crosta) per alcune centinaia di chilometri.

Che tipo di terremoti genera il fenomeno di subduzione?

Il processo di subduzione genera terremoti, talvolta anche molto forti, sia per l’attrito al contatto tra le due placche, sia per le deformazioni cui sono soggette entrambe le placche. I terremoti sono di diverso tipo in base alla posizione in cui avvengono rispetto alla subduzione stessa.

Anche la cinematica di questi terremoti, cioè il tipo di movimento relativo tra le due parti della faglia che li produce, è funzione della posizione in cui avvengono. Hanno cinematica cosiddetta inversa sia i terremoti di interfaccia, cioè quelli che avvengono per compressione al contatto tra le due placche, sia quelli che avvengono sulle faglie (splays) che si propagano all’interno della placca superiore partendo dall’interfaccia. Nel resto della placca superiore avvengono invece terremoti con cinematica cosiddetta normale (dove la crosta è soggetta a trazione) o anche trascorrente (quando due blocchi di crosta scorrono uno accanto all’altro). Anche nella parte di placca che scende al di sotto dell’altra, chiamata slab, si generano terremoti detti intraslab o intraplacca. Appartengono a questo tipo anche i cosiddetti terremoti di outer-rise, terremoti che avvengono nella placca in subduzione di fronte al margine della placca superiore.

Cosa fate per caratterizzare i terremoti che si possono sviluppare in queste zone?

Per caratterizzare i terremoti che si possono sviluppare in una zona di subduzione puntiamo a definire accuratamente la geometria di tutto il sistema. Tanto più è accurata la ricostruzione geometrica tanto maggiore sarà la nostra capacità di modellare gli effetti di un terremoto che vi si potrebbe generare. Grazie alla disponibilità di una grande mole di dati di sismica a riflessione, cioè immagini simili a ecografie della crosta terrestre ottenute con tecniche geofisiche, è possibile indagare le strutture sepolte della crosta terrestre e ricostruire con accuratezza la geometria dell’interfaccia di subduzione. Nel caso di un oggetto grande come una subduzione, l’accuratezza geometrica diventa determinante qualora si debbano modellare lo scuotimento oppure la dislocazione di un terremoto potenzialmente in grado di generare uno tsunami. Le approssimazioni che si introdurrebbero utilizzando un modello troppo semplificato, infatti, potrebbero portare a risultati anche significativamente diverse dalla realtà. Per sapere come la subduzione prosegue in profondità e per definire caratteristiche e posizione della porzione più profonda, però, è necessario affidarsi alle localizzazioni dei terremoti recenti (come abbiamo visto, anche lo slab subdotto provoca terremoti) e alle informazioni fornite dalle tecniche di tomografia sismica.

Dal punto di vista geologico, l’Italia è in gran parte il frutto della subduzione della placca africana al di sotto della placca europea. Cosa comporta ciò?

Il fatto che l’Italia si trovi in corrispondenza di un margine di placca significa che fa parte di una regione tettonicamente attiva che, come abbiamo appena visto, è soggetta naturalmente a terremoti di varia entità.

Perché la sismicità dell’Arco Calabro è definita profonda?

Proprio per la presenza di uno slab dovuto al processo di subduzione. Attualmente si registrano numerosi terremoti, fino a 400 km di profondità, la cui posizione ci fornisce le prove dell’esistenza di uno slab ben sviluppato al di sotto della Calabria.

I dati raccolti con la tecnica della tomografia sismica ci permettono di sapere che lo slab raggiunge profondità ancora più elevate all’interno del mantello (oltre 600 km). Il processo di subduzione è ancora in corso al di sotto della Calbria: il fondale del mar Ionio è, infatti, costituito da una crosta oceanica molto antica che sta sprofondando al di sotto dell’Arco Calabro, con il conseguente spostamento verso sud-est dello stesso, come evidenziato dalle misure geodetiche.

I dati confermano che lo slab non è più continuo nella sua porzione più settentrionale, ma si interrompe a una profondità di circa 70 km a causa di uno “strappo” che sembra propagarsi orizzontalmente. Solo una stretta porzione dello slab può, al momento, considerarsi ancora continua dalla superficie fino a 600 km di profondità. Il fenomeno della subduzione al di sotto della Calabria sembra quindi destinato a esaurirsi “presto”, geologicamente parlando. 

Per concludere, quali saranno i prossimi passi della ricerca nel settore?

Abbiamo visto che le subduzioni sono un tipo particolare di sorgente sismogenetica (cioè che genera terremoti). Le differenti sorgenti, incluse le subduzioni del Mediterraneo, sono inserite in un database dell’INGV dedicato, tra le cui finalità c’è quella di essere uno strumento per produrre delle stime di pericolosità sismica e da tsunami quanto più accurate possibili. L'obiettivo è quello di produrre modelli delle faglie sismogenetiche sempre più aderenti alla realtà ed è ovviamente in questa direzione che andranno gli sforzi futuri. A tal fine stiamo pianificando anche la mappatura di tutta l’interfaccia tra le placche, non solo dove c'è uno slab sviluppato che arriva fino a centinaia di chilometri di profondità, come avviene in Calabria, ma anche lungo tutto il resto del margine, come, ad esempio, al di sotto dell'Appennino settentrionale. 

Per approfondire: https://ingvterremoti.com/2020/05/14/una-sorgente-sismogenetica-particolare-la-subduzione/