Introduzione

I terremoti sono tra i fenomeni naturali più distruttivi e il loro verificarsi non è casuale. La distribuzione globale di attività sismica segue un modello distinto che viene spiegato dalla teoria della tettonica della piastra. Questo quadro scientifico descrive il movimento delle piastre litologiche della Terra, che interagiscono a confini per generare stress, deformazione e rottura.

I Fondamenti della Tettonica del Piatto

La litosfera terrestre è divisa in un mosaico di placche rigide che galleggiano sull'astenosfero semifluide. Queste piastre sono in costante movimento, guidate da forze come la convezione del mantello, la trazione della lastra e la spinta della cresta. I tassi di movimento variano da pochi millimetri a diversi centimetri all'anno. La maggior parte dell'attività tettonica, compresi i terremoti, il vulcanismo e l'edilizia montana, occupano tre tipi principali.

Profondazioni divergenti

I terremoti qui sono tipicamente poco profondi e di media grandezza, con conseguente stress prolungato. La Ridge Mid-Atlantic è un esempio classico. Sebbene molti di questi quarti avvengano sotto l'oceano, contribuiscono al modello di terremoto globale.

Boundary convergenti

Se una piastra è oceanica, subentra sotto l'altra, formando una trincea profonda. Il processo di sottoduzione genera terremoti potenti e profondi come la lastra discendente deforma e rilascia lo stress accumulato. collisione continentale, come quello che si verifica tra le piastre indiano ed eurasiatiche, produce grandi terremoti poco profondi e intermedi.

Trasformare i rimbalzi

I confini della San Andreas Fault in California sono un esempio noto: questi confini producono frequenti terremoti poco profondi, spesso di moderata magnitudine, anche se alcuni possono essere grandi. Lo stress è costruito in segmenti chiusi e rilasciato improvvisamente quando l'attrito è superato.

Distribuzione globale dei punti caldi del terremoto

Mapping epicenter terremoti rivela che la maggior parte dell'energia sismica viene rilasciata lungo cinghie strette che corrispondono ai confini della piastra. Tuttavia, alcuni punti caldi si verificano lontano dai bordi delle piastre, spesso associati al volcanismo intraplate.

L'anello del fuoco del Pacifico

L'anello del fuoco del Pacifico è la regione più attiva della Terra, circondando l'Oceano Pacifico, che ospita circa il 90% dei terremoti del mondo e il 75% dei suoi vulcani attivi. Questa cintura scorre lungo le coste occidentali del Nord e del Sud America, attraverso il Giappone, l'Indonesia, la Nuova Zelanda e attraverso le isole Aleutiane.

La cintura di Alpide

Si estende dalla regione mediterranea attraverso il Medio Oriente, l'Himalaya e nel Sud-Est asiatico, la cintura Alpide è la seconda zona sismica più attiva. Si presenta dalla collisione costante tra le placche africane, arabe e indiane con la placca eurasiatica. Questa cintura produce grandi terremoti poco profondi, come il terremoto del Kashmir del 2005 (M7.6) e il terremoto del Gorkha 2015 in Nepal (M7.8)

La cresta medio-atlantica

La Ridge Mid-Atlantic è un confine divergente che scende lungo il centro dell'Oceano Atlantico. Mentre la maggior parte dei terremoti qui sono piccoli a moderati e si verificano a profondità basse, sono costanti. Questa cresta è anche il sito di attività vulcanica, come in Islanda, dove il confine emerge sopra il livello del mare.

Caldi Intraplate

Non tutti i punti caldi del terremoto si trovano sui confini della placca. Alcuni si trovano all'interno di piastre tettoniche, spesso sopra le susine del mantello. Il punto caldo hawaiano è uno dei più famosi, producendo sia eruzioni vulcaniche e terremoti. Altri punti caldi intraplate includono il punto caldo di Yellowstone in Nord America e il punto caldo della Riunione nell'Oceano Indiano.

Fattori che influenzano le posizioni di Hotspot

La precisa posizione e l'intensità dei punti caldi del terremoto sono controllati da diversi fattori interagenti: il tipo di confine della piastra, il tasso di movimento della piastra, la presenza di susine del mantello e le proprietà geologiche della crosta.

Piastra Tipo di cottura e Regime di Stress

Come discusso, ogni tipo di confine genera regimi di stress distinti: estensivo a confini divergenti, compressione a confini convergenti, e taglio a confini di trasformazione. La magnitudine e la frequenza dei terremoti correlati con lo stile di deformazione. Le zone di sottoduzione, che accumulano lo stress su grandi aree, producono i terremoti più grandi.

Tasso di movimento della piastra

Le piastre più veloci accumulano più velocemente la tensione, portando a intervalli di ricorrenza più brevi e a terremoti potenzialmente più grandi. Ad esempio, la piastra del Pacifico si muove a tassi di 5-10 cm all'anno rispetto alle piastre circostanti, contribuendo all'alta sismicità dell'anello di fuoco. Le piastre più lente possono avere intervalli più lunghi tra i terremoti, ma l'energia immagazzinata può ancora essere rilasciata in un evento importante se il difetto è stato bloccato per lungo.

Mantello e punti caldi

Le prugne di manto sono colonne di roccia calda che si erge dal confine del nucleo-mantello. Quando raggiungono la litosfera, causano fusione e attività vulcanica. Il movimento associato di magma e lo stress termico può generare terremoti. La prugna hawaiana, per esempio, produce paludi di piccoli terremoti come magma spinge attraverso la crosta. Mentre questi terremoti non sono tipicamente grandi, possono essere numerosi e contribuire a rischio vulcanico.

Composizione geologica e struttura crociata

Le regioni con crosta continentale spessa e forte possono sperimentare terremoti meno frequenti ma più grandi, mentre la crosta fratturata più debole può ospitare eventi più piccoli. La presenza di fluidi (ad esempio, acqua nelle zone di subduzione) può ridurre l'attrito, promuovere eventi di scivolamento lento o innescare terremoti.

Tipi di terremoti nelle regioni di Hotspot

I terremoti a fuoco lento (0–70 km di profondità) sono i più comuni e dannosi. I terremoti intermedi (70–300 km) e il fuoco profondo (300–700 km) si verificano quasi esclusivamente nelle zone a subduzione. I terremoti profondi sono scarsamente compresi ma si pensa che derivino da cambiamenti di fase minerale o da embriogli di disidratazione.

Studi di casi di grandi punti caldi del terremoto

Esaminando i punti caldi specifici elucida il rapporto tra tettoniche a piastre e pericolo sismico.

Giappone

Il terremoto del Tōhoku del 2011 è stato un evento di magnitudo 9,0–9.1 megathrust che ha causato un devastante tsunami. La rete di monitoraggio del Giappone e i codici di costruzione rigorosi sono un risultato diretto dei suoi hotspot.

California

La sismicità della California è dominata dal sistema di San Andreas Fault, un confine di trasformazione tra le placche del Pacifico e del Nord America. Il sistema di guasto sperimenta molti terremoti piccoli e moderati, con i principali quachi che si verificano ogni 100-200 anni (ad esempio, il terremoto di San Francisco del 1906, M7.8). Lo stato ha anche l'interazione con la placca convergente al nord (zona di sottoduzione di Cascadia) e l'attività del Golfo divergente della California.

Cile

Il Cile si trova lungo il Trench Peru-Chile, dove il Piatto Nazca subduce sotto la placca sudamericana. Questa zona di sottoduzione produce alcuni dei più grandi terremoti mai registrati, tra cui il terremoto della Valdivia del 1960 (M9.5) e il terremoto del 2010 Maule (M8.8). La regione ha anche il vulcanismo attivo e i rischi dello tsunami.

Himalaya

L'Himalaya si forma come risultato della collisione continentale tra India e Eurasia. I principali sistemi di spinta al confine (Main Himalayan Thrust) generano grandi terremoti poco profondi, come il terremoto Bihar-Nepal del 1934 (M8.0) e il terremoto del Gorkha del 2015 (M7.8). La regione è densamente popolata, e molti edifici sono vulnerabili, rendendo la cintura himalayana una delle zone di rischio sismico più alte del mondo.

Indonesia

L'Indonesia fa parte dell'anello del Pacifico del Fuoco e comprende numerose zone di sottoduzione, come la Sunda Trench. Il terremoto dell'Oceano Indiano del 2004 (M9.1) ha ruppe un segmento massiccio della subduzione di Sumatra, generando un tsunami catastrofico. Questa regione sperimenta anche molti terremoti profondi, a causa della sottoduzione della piastra indo-australiana sotto la piastra di Sunda.

Monitoraggio e predivisione dei terremoti nelle regioni di Hotspot

I sistemi di allarme rapido e di allarme per il terremoto [FLT] sono disponibili in modo continuo. I sistemi di allarme per il terremoto a breve termine sono disponibili in Giappone.

Nelle regioni a caldo, la comprensione dell'impostazione tettonica è fondamentale per la distribuzione della strumentazione. Ad esempio, i densi array sono posizionati su entrambi i lati di importanti difetti, e i sensori del fondo marino sono schierati lungo le zone di sottoduzione per rilevare eventi di scivolamento lento e possibili precursori.

Conclusioni

La distribuzione di hotspot di società terremoti in tutto il mondo è intimamente legata alla dinamica delle tettoniche di piastre. La maggior parte dei punti caldi si verificano lungo i confini della piastra, con l'anello del Pacifico di fuoco che contiene la maggior parte del rilascio di energia sismica. Tuttavia, gli scienziati di hotspot intraplate esistono sopra le susine di manto e possono generare attività locali significative.