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Scala del Diavolo : i grandi terremoti seguono uno schema matematico

Il raggruppamento dei terremoti nel tempo si traduce dunque in una maggiore probabilità di ripetizione di eventi sismici subito dopo un grande terremoto.

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A livello mondiale, il verificarsi di grandi terremoti superficiali sembra seguire uno schema matematico chiamato Scala del Diavolo, in cui i gruppi di eventi sismici sono separati da intervalli lunghi ma irregolari di quiete sismica.

La scoperta pubblicata nel Bulletin of the Seismological Society of America differisce dal modello previsto dalla modellazione classica dei terremoti che suggerisce che i terremoti si verificherebbero periodicamente o quasi periodicamente in base a cicli di accumulo e rilascio di stress tettonico.

Infatti, come afferma Yuxuan Chen dell’Università del Missouri, Columbia, e colleghi, le sequenze periodiche di grandi terremoti sono relativamente rare.

Sequenze più abbondanti del previsto

I ricercatori fanno notare che i loro risultati potrebbero avere implicazioni per la valutazione del rischio sismico. Hanno scoperto che queste sequenze di terremoti di grandi dimensioni (quelle con eventi di magnitudo 6.0 o superiore) sono “più abbondanti” del previsto. Il raggruppamento dei terremoti nel tempo si traduce dunque in “una maggiore probabilità di ripetizione di eventi sismici subito dopo un grande terremoto” .

La Scala del Diavolo, chiamata anche funzione di Cantore, è un frattale dimostrato da sistemi dinamici non lineari, in cui un cambiamento in qualsiasi parte potrebbe influenzare il comportamento dell’intero sistema.

In natura, il modello può essere trovato in varie sequenze di sedimentazione, cambiamenti nei tassi di sollevamento ed erosione e inversioni nel campo magnetico terrestre.

Ph.D. di Chen il consigliere Mian Liu ha avuto un’insolita introduzione alla scala del diavolo:

Mi sono imbattuto in questo argomento alcuni anni fa quando ho letto dello studio di due ricercatori dell’UCLA sul modello temporale di un famigerato serial killer, Andrei Chikatilo, che ha ucciso almeno 52 persone dal 1979 al 1990 nell’ex Unione Sovietica. Lo schema temporale delle sue uccisioni è una scala del diavolo. I ricercatori stavano cercando di capire come funzionava la mente del criminale, come i neuroni si stimolano a vicenda nel cervello. Sono rimasto incuriosito perché mi sono reso conto che i terremoti funzionano in modo simile, che una rottura di una faglia potrebbe stimolare l’attività su altre faglie attraverso il trasferimento dello stress.

” I fattori che controllano gli eventi raggruppati sono complessi e potrebbero coinvolgere lo stress che stimola un terremoto, i cambiamenti nelle proprietà di attrito e il trasferimento dello stress tra faglie o segmenti di faglia durante una rottura, tra gli altri fattori”, ha detto Gang Luo dell’Università di Wuhan.

Secondo Liu, il modello della scala del diavolo può essere trovato in grandi terremoti nel Great Basin degli Stati Uniti occidentali, in Australia, sul confine della placca Africa-Eurasia al largo della costa dell’Algeria occidentale, lungo la faglia di trasformazione del Mar Morto e potenzialmente nel sismico di New Madrid zona degli Stati Uniti centrali.

Riferimento: “Complex Temporal Patterns of Large Earthquakes: Devil’s Staircases” di Yuxuan Chen, Mian Liu e Gang Luo, 14 aprile 2020, Bulletin of the Seismological Society of America .
DOI: 10.1785 / 0120190148

Di Monica Ellini