Premessa
Il 12 maggio 2008, un forte terremoto di magnitudine 7,9 Mw si e’ verificato sul bordo occidentale del bacino del Sichuan in Cina dove l'altopiano tibetano sovrasta il sistema di faglie attive di Longmen Shan ad andamento NE-SO (figure 1).
Il sisma ha prodotto una frattura superficiale di circa 275 km di lunghezza ed una scarpata di altezza di circa 10 m lungo il sistema di faglie di Longmen Shan.
E' stato il peggior terremoto che ha colpito la Cina in più di 90 anni.
Sono circa 87.000 le persone decedute (un numero ufficiale non è mai stato rilasciato) sotto le macerie del terremoto.
Molte delle vittime sono bambini che si trovavano nelle 14.000 scuole danneggiate, metà delle quali sono crollate completamente.
Quasi 400.000 persone hanno ricevuto cure per gli infortuni subiti a causa dei crolli degli edifici o delle numerose frane che si sono innescate.
Nella figura 2, evidenziate in rosso, sono riportate le faglie principali del bacino del Sichuan.
La stella di colore rosso indica la posizione dell’epicentro del terremoto del 12 maggio 2008, mentre quella di colore magenta indica l’epicentro del sisma del 20 aprile 2013 di magnitudo 6,6 Mw.
L’epicentro del terremoto si trovava a meno di 80 chilometri da Chengdu, la capitale della provincia del Sichuan.
Forti anomalie nella concentrazione di elio e di radon sono stati osservatE alla stazione di monitoraggio geochimico di Bakreswar, West Bengal, India, circa due settimane prima dell’evento.
La distanza tra l'epicentro del sisma e il sito di monitoraggio è di circa 1.800 km. Questa lunga distanza di osservazione pre-sismica forse indica che il raggio di influenza di alcuni terremoti forti può essere sostanzialmente molto ampio considerato che il modello in cui si sviluppano è complesso e coinvolge più blocchi interagenti elasticamente fra loro.
Figura 1 – Ubicazione della sequenza sismica.
Figura 2 - Le faglie principali del bacino del Sichuan e la posizione degli epicentri dei terremoti del 12 maggio 2008 e del 20 aprile 2013.
Figura 4 – Fatturazione dell’area.
Analisi della sequenza sismica
Nel corso degli ultimi 90 anni, sono stati registrati tre eventi di magnitudo inferiore a quella del terremoto del 12 maggio 2008 caratterizzati da tempi di ricorrenza irregolari ed una quiescenza della sismicità tra il 1948 e il 2008.
Sotto sono riportate le date e la magnitudo dei cinque maggiori sismi accaduti nella zona interessata dal sistema di faglie di Longmenshan durante gli ultimi 90 anni, in base ai dati riportati nell’archivio ANSS.
1) 24 Marzo 1923: M 7,3
2) 25 Agosto 1933: M 7,4
3) 25 Maggio 1948: M 7,3
4) 12 Maggio 2008: M 7,9
5) 20 Aprile 2013: M 6,6
Negli ultimi 35 anni, la sismicità che ha preceduto il terremoto del 12 maggio 2008, è stata caratterizzata da quattro eventi di magnitudo superiore a 6,0 M.
3) 23 Agosto 1976: M 6,7
4) 22 Settembre 1989: M 6,1
5) 12 Maggio 2008: M 7,9
Il numero di eventi (figura 5) dopo il valore massimo del 1995 è andato progressivamente decrescendo fino ad un valore di tre eventi nel 2007 e nei primi quattro mesi del mese di maggio 2008.
Nella figura 6, nella quale sono riportati i valori massimi di magnitudo dal 1973 al 2008, si nota una diminuzione dei valori dal 1976.
Questo dimostra che zone con faglie attive, caratterizzate da bassi tassi sismici o bassi valori di magnitudo hanno un rischio sismico potenziale elevato che potrebbe non essere valutato correttamente utilizzando modelli statistici classici, probabilistici o alcuni precursori sismici.
Figura 5 – Numero annuo di eventi.
Figura 6 – Valori massimi annuali della magnitudo.
L’intera sequenza sismica dal 1973 al 2008 è riportata nella figura 7. Il primo sisma forte (6,9 M) che ha colpito la provincia di Pingwu ad una profondità di circa 16 chilometri è quello del 16 agosto 1976.
Esso è stato seguito da una serie di scosse di assestamento, alcune delle quali di magnitudo maggiore di 6,0 ( 6,4 M il 21 agosto 1976 e 6,7 M il 23 Agosto 1976).
I foreshock di medio periodo presenti sulla sequenza sismica sono stati registrati tra il 1987 e 1999.
1) 1987/01/07 18:19:08.80 34.2590 103.4050 33.00 5.50 Mb
2) 1989/09/22 02:25:50.88 31.5830 102.4330 14.60 6.10 Mb
3) 1999/09/14 12:54:30.96 31.5780 104.2280 33.00 5.10 Ml
4) 2004/09/07 12:15:49.78 34.6820 103.7810 10.00 5.20 Mb
Figura 7 – Sequenza temporale dei valori della magnitudo.
La figura 8 mostra gli epicentri dei foreshock e la loro vicinanza con l’epicentro del sisma del 12 maggio 2008 (terremoto d Wenchuan).
Questo evento è stato preceduto da un’anomalia sismica del tipo “Tra” composta da quattro scosse di bassa magnitudo di cui la maggiore corrisponde al foreshock del 7 settembre 2004.
Figura 8 - Epicentri dei foreshock (stelle di colore magenta).
La fase di assestamento seguita all’evento del 12 maggio del 2008 è stata molto veloce e composta da tre cicli ben strutturati. Il 100% si è sviluppata nelle ore successive l’evento per poi rilasciare un 45% dell’energia accumulata nel primo ciclo di assestamento.
Nel secondo e terzo ciclo è stata accumulata e rilasciata una quantità non superiore al 25% di energia.
Sempre nello stesso giorno è stato registrato il primo foreshock “caratteristico” seguito nel giorno successivo (13/05/08) da un secondo foreshock di magnitudo 5,1 Mb, ai quali è stato associato un primo mainshock di ciclo di magnitudo 6,1 Mw registrato il 25 maggio 2008 che nello stesso tempo si può classificare anche come foreshock “caratteristico” di un secondo ciclo sismico.
All'evento è seguita una lunga fase di assestamento durata fino al mese di giugno del 2009 a partire dalla quale inizia a formarsi un’anomalia sismica strutturale e il terzo ramo di una bomba sismica che si completa poco prima del sisma di magnitudo 6,6 Mw del 20 aprile 2013 (terremoto di Lushan).
Questo evento può essere classificato come mainshock del terzo ciclo e foreshock “caratteristico” di un nuovo ciclo che ha già prodotto nella sua fase di assestamento un primo aftershock di magnitudo 5,9 Mw registrato il 21 luglio 2013, il quale sarà seguito nel breve periodo da un secondo aftershock di magnitudo 5,4 Mw.
Le analisi suggeriscono che il terremoto di Lushan non è un forte e ritardato aftershock di quello di Wenchuan del 12 maggio 2008, ma è legato unicamente ad un nuovo ciclo di medio periodo di carico tettonico.
La magnitudo dinamica massima dell’area associata all’anomalia strutturale presente nella parte finale della sequenza sismica adesso è di 6,9 Mw circa.
Figura 9 – Sequenza temporale dei valori della magnitudo.
Figura 10 – Meccanismi focali degli eventi più forti.
Nella figura 11a e 11b sono indicate le direzioni delle fasi di assestamento e di rilascio di energia rispettivamente dell’intera sequenza e della finestra temporale che precede il terremoto di Wenchuan.
Le direzioni principali di rilascio di energia sono orientate NO-SE e NE-SO in accordo con la struttura tettonica.
Nella figura 11c si nota come dopo l’evento del 12 maggio 2008 la direzione preferenziale è NE-SO.
Nell’ultimo ciclo della sequenza che include il terremoto di
Lushan (figura 11d) le direzioni principali di rilascio di energia sono orientate nuovamente NO-SE e NE-SO, mentre gli
epicentri dinamici (localizzazioni preliminari che potrebbero cambiare nel tempo)
delineano una
struttura allungata in direzione SO-NE, lungo la quale potrebbe accadere il prossimo terremo forte.
Nella figura 12 è visualizzata l'evoluzione della bomba sismica associata all'evento del 12 maggio 2008.
Figura 11 - Direzioni delle fasi di assestamento e di rilascio di energia.
Figura 12 – Fasi evolutive della bomba sismica.
Considerazioni sulla sequenza sismica
Questa tipologia di sequenza sismica rafforza l'impressione che i terremoti colpiscono all'improvviso, in qualsiasi momento e luogo e quindi non sono prevedibili.
In realtà un'analisi degli avvenimenti del passato è la via da seguire nella predizione di eventi futuri in quanto, i terremoti accadono ciclicamente con un tempo di ricorrenza variabile ed alcune volte preceduti da una quiescenza dell'attività sismica che può essere riconosciuta, come un probabile precursore del fenomeno.
Il processo di evoluzione temporale di un ciclo sismico è diviso in due fasi: un processo di accumulo di energia e uno di rilascio di stress nella cui parte terminale si avvia un sub processo preparatorio del terremoto forte caratterizzato da anomalie sismiche premonitrici, microstrutture, foreshock "caratteristici" e punti d’innesco delle bombe sismiche.
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