Il terremoto di Christchurch del 21 febbraio 2011

The geology, tectonic setting, and active seismicity of the Christchurch area indicate that future large earthquakes will occur which will have major impact on the city. Earthquakes are expected to produce liquefaction, landsliding, ground cracking, and tsunami. Così scrivevano L. J. Brown, R. D. Beetham, B. R. Paterson, and J. H. Weeber nel novembre del 1995 sulla rivista Environmental & Engineering Geoscience

Non c'è stato lo tsunami, ma per il resto siamo a posto: il terremoto che ha interessato la città di Christchurch ha provocato tutti questi fenomeni e si presta ad alcune considerazioni interessanti.

È sicuramente una scossa conseguente al grande terremoto del 3 settembre 2010 e in qualche modo era aspettata, però più il tempo passava più la probabilità di un forte afterschok diminuiva.

Per quanto riguarda il prima del terremoto di settembre, a gennaio e a marzo 2010 ci sono state due scosse nel mare prospicente Christchurch, ma data l'elevata densità di terremoti che contraddistingue l'isola dire che sono stati premonitori del sisma del 3 settembre è quantomeno molto azzardato, anche se, messi in fila sarebbero più o meno lungo la direzione della faglia che lo ha causato. In ogni caso erano nettamente più profondi e, anche se non sono riuscito a trovarne i meccanismi focali, data la profondità escluderei che abbiano avuto un movimenti trascorrenti come la scossa del 3 settembre.

Da allora come si vede nell'immagine qui accanto (ottenuta con l'Iris Earthquake Browser) l'entroterra di Christchurch è stato interessato da una bella sequenza di scosse. Come da aspettative anche questa è stata molto più debole di quella settembrina, però ha fatto molti più danni.

Perchè? Ci sono fondamentalmente 3 motivi:

- perchè la scossa principale è avvenuta a una distanza notevole dalla città

- perchè stavolta il movimento è stato generato da una faglia inversa anziché da una trascorrente ed è probabile che abbia provocato uno scuotimento maggiore

- perchè il terremoto di lunedì si è scatenato sotto la città e ad una profondità bassissima, 5 kilometri

- perchè il terremoto è stato accompagnato da fenomeni di liquefazione del terreno e di amplificazione delle onde sismiche.

Ma andiamo con ordine:

Confrontiamo qui sotto le due mappe dello scuotimento (a sinistra la scossa di settembre) e vediamo come l'epicentro della scossa principale era a oltre 50 km da Christchurch. Questa invece era proprio sotto la città. È una prima stringente motivazione.

E ora vediamo una cosa veramente impressionante, la carta in cui sono indicate le accelerazioni del suolo durante la scossa. Non è molto chiara e quindi descrivo alcuni valori, che sono espressi in percentuale rispetto a g, dove g è l'accelerazione di gravità. Nei punti segnati in rosso il valore è superiore a 0.65g. Christchurch è nel cluster principale dei punti e ve n'è uno (quello in marrone) in cui è stato raggiunto un valore di 188,7 % di g, quasi 2 volte l'accelerazione di gravità!

Per confronto questa è la carta dove l'accelerazione sismica massima aspettata è espressa in m/secXsec. A Christchurch ci si aspettava valori tra 1.6 e 2.4, ma in metri al secondo per secondo e non in “g”. Una accelerazione quindi che è stata dalle 4 alle 9 volte maggiore! Ed un valore assolutamente fuori scala per tutta l'isola: i valori massimi previsti in Nuova Zelanda, nella costa occidentale dell'isola del Sud, a nord di Crhristchurch, sono al massimo di 4.8 m/sec x sec, e cioè circa 0.5 g.

Su questo ha indubbiamente giocato la bassissima profondità dell'evento ma hanno contribuito altri due fattori: la amplificazione delle onde sismiche e la liquefazione del terreno

L'amplificazione delle onde sismiche è un fatto purtroppo molto noto in Italia: ad esso dobbiamo una parte del danno per il quale crollò la scuola di San Giuliano di Puglia. Per capirla prendiamo ad esempio le onde marine: la loro velocità è proporzionale alla profondità del mare, per cui quando arrivano vicino alla riva diminuiscono bruscamente la velocità ed aumentano l'ampiezza. Le onde sismiche hanno velocità diverse nelle varie rocce che attraversano, in particolare rallentano abbastanza bruscamente al passaggio da roccia solida a terreni ancora sciolti (sabbie, fanghi, ghiaie) e quindi sono costrette ad aumentare l'ampiezza. È la situazione sotto Cristchurch, dove sedimenti marini e fluviali recenti coprono con poco spessore rocce solide, la situazione peggiore da questo punto di vista. 

Una cosa che aveva attratto la mia curiosità nelle foto scattate dopo il terremoto era la presenza di zone alluvionate o quasi. Il terremoto non aveva però provocato una deviazione dei fiumi per cui la prima cosa che poteva venire in mente era la rottura di tubazioni. Ma poi sono arrivate foto come questa ed allora è diventato evidente che il terreno era stato in parte interessato da fenomeni di liquefazione: per le sollecitazioni dovute alla scossa sedimenti sciolti pieni di acqua possono perdere totalmente la resistenza. 

Vediamo come la zona intorno al "New Zealand Stadium" sia intrisa di acqua che è risalita durante la scossa per le liquefazioni del terreno (la terra è più+ pesante dell'acqua che quindi risale.

Quindi ci sono tante motivazioni per capire come mai il terremoto di febbraio è stato più distruttivo, pur se molto più debole, di quello di settembre.

C'è da dire comunque che le costruzioni in generale sono ben fatte in quanto in molte aree del mondo accelerazioni come quelle registrate nell'occasione avrebbero provocato un crollo pressochè totale di tutti gli edifici. Invece i rigidi standard neozelandesi hanno potuto limitare i danni

Un'ennesima dimostrazione del fatto che prevenire è meglio che curare.

Tra le curiosità legate a questo terremoto c'è stato il crollo in un lago delle pareti di un ghiacciaio: 30 milioni di metri cubi di ghiaccio che hanno provocato in questo specchio d'acqua onde anomale alte 3 metri.