Il terremoto della Nuova Zelanda del 13 novembre 2016

Con colpevole ritardo (ma giustificato da una serie di impegni) posto alcune note sul terremoto della Nuova Zelanda di sabato scorso. È stato un evento decisamente forte che per fortuna non ha coinvolto se non in misura minore aree fortemente urbanizzate. Le molte case ad un piano, anche se distrutte o rese inservibili dal sisma, che caratterizzano l'area hanno avuto un ruolo importante nello scarso bilancio in vite umane. La forza delle onde sismiche però ha provocato grandi deformazioni nel terreno e un numero imprecisato di frane che hanno messo in crisi il sistema dei trasporti e delle comunicazioni. Vediamo in questo post il quadro tettonico di questo evento, a cui sono seguite delle repliche la più forte delle quali è stata di intensità superiore a quella dei terremoti italiani di questo periodo.

IL LIMITE SETTENTRIONALE E ORIENTALE DELLA ZOLLA INDO-AUSTRALIANA. La Nuova Zelanda si trova lungo il limite orientale della placca indoaustraliana, dove questa confina con quella pacifica. Della storia geologica di questo per noi lontanissimo Paese ho parlato qui. Oltre alla normale sismicità ai suoi margini, quella indoaustraliana è una placca caratterizzata da forti terremoti al suo interno, per esempio nell’Oceano Indiano orientale e all’interno dell’Australia. Pertanto per parecchi Autori non ci sarebbe una placca indoaustraliana, ma una serie di placche minori che possono essere più o meno raggruppati in questa. Di sicuro al suo interno ci sono blocchi che almeno nel passato si sono comportati come placche autonome da quanto stava loro vicino. Ho parlato in particolare di questi aspetti qui. 

Il margine settentrionale e orientale della placca Indoaustraliana che dall’Indonesia alla Nuova Zelanda settentrionale è tutto in forte attività tettonica, sia dove confina con la zolla Euroasiatica che dove confina con quella pacifica ed è sede della fascia a più intensa sismicità attuale sulla Terra, ben superiore anche a quella dell’anello di fuoco circumpacifico, oltre ad essere interessata da un intenso vulcanismo (vulcani come Krakatoa, Tambora Rabaul e Taupo sono fra i più noti al mondo) . Nella carta tratta dall’Iris Earthquake Browser, nella quale sono ben visibili i vari margini di zolla, vediamo i terremoti a M 7 o più dal 1980, che sono quasi 200 (dei quali 10 con M 8.0 o più). La freccia indica l’evento neozelandese del novembre 2016.

La complessità del margine la vediamo dall’alternanza dei colori che contraddistinguono i vari margini e dal fatto che non c’è una sola linea continua: oltre al giallo (margine compressivo) troviamo diversi segmenti blu, che corrispondono a margini trascorrenti e persino segmenti rossi che segnano, come nel bacino delle Fiji, alcune zone di apertura.

All’altezza delle Samoa il margine che ad ovest è allineato circa WNW – ESE cambia bruscamente direzione e scende verso sud in direzione SSW, lungo l’arcipelago delle Tonga – Kermadec, una lunga catena di vulcani formatasi accanto alla fossa omonima.

ZEALANDIA: UN CONTINENTE QUASI INTERAMENTE SOMMERSO. Un altro particolare interessante è che la Nuova Zelanda dal punto di vista geologico è la punta più alta di una estesa massa continentale la Zealandia,  Un microcontinente decisamente sconosciuto ai più e che per di più appartiene in parte alla zolla pacifica e in parte a quella australiana. La vediamo in questa carta tratta da [1]. Grande all’incirca 2 milioni di km quadrati (più o meno quanto l’europa occidentale continentale), si trova per lo più sotto il livello del mare: ne emergono soltanto la Nuova Zelanda e alcuni arcipelaghi (Antipodi, Auckand, Campbell e Chatham). Non è ancora certo invece se, nell’estrema area NE della zolla indoaustraliana, le isole Fiji abbiano sotto di sé una crosta continentale antica, in qualche modo collegata a Zealandia o siano la parte superiore di un nuovo continente in formazione. 

Fino a 80 milioni di anni fa, nel  Cretaceo superiore Zealandia era unita con l’Antartide occidentale, esattamente alla Terra di Marie Byrd, Per cui è un’altro dei continenti derivati dalla fratturazione del Gondwana che ha caratterizzato dal punto di vista tettonico l’era Mesozoica.

Oltre ad essere principalmente un continente sommerso (la superficie della Nuova Zelanda è poco più di 1/6 del totale) Zealandia ha anche una seconda caratteristica interessante e particolare: il limite fra placca australiana e placca pacifica passa al suo interno. 

LE GRANDI DIFFERENZE GEOLOGICHE FRA LE DUE ISOLE DELLA NUOVA ZELANDA. Siccome tutto questo inizia in Nuova Zelanda si capisce perché le due isole principali che la compongono siano molto diverse fra loro: l’isola del Nord pullula di vulcani, assenti in quella del Sud che però ospita una importante catena montuosa. Queste differenze ovviamente non sono casuali: a largo dell’isola del Nord cambiano le caratteristiche del limite fra le placche pacifica e australiana diventando da compressivo a trascorrente quando entra in Zealandia. Di fatto l’Isola del Nord appartiene alla zolla australiana e si trova nell’arco magmatico generato dalla subduzione della crosta pacifica, come in altri sistemi di margini convergenti come l’Indonesia o il Giappone, mentre l’isola del Sud è divisa, ad est appartiene alla placca australiana come l’Isola del Nord, ad ovest a quella pacifica. La “faglia alpina” è una grande struttura trascorrente destra che segna all’interno di Zealandia il limite trascorrente fra le due zolle, come fa la Faglia di San Andreas in California.

IL QUADRO DEL TERREMOTO DEL 13 NOVEMBRE. Il terremoto del 13 novembre ieri è avvenuto in un'area geologicamente cruciale dove il margine si trasforma da compressivo a trascorrente e la velocità relativa fra le due zolle è di circa 4 cm/anno.

Nella immagine qui sotto la carta tratta da [2] mostra come la faglia alpina che nel resto dell'Isola del Sud è abbastanza netta, a nord si ramifica in diversi bracci, che formano il Marlborough Fault System, i quali non casualmente disegnano delle lunghe valli parallele, come si vede nell'ingrandimento a destra, nella quale l’epicentro della scossa principale è la stella rossa, mentre in giallo sono segnati gli epicentri delle altre scosse più forti.

Nella carta qui sotto invece vediamo la sismicità del 13 e del 14 novembre e quindi l’area in cui il piano di faglia si è mosso. Nelle 12 ore successive ci sono state 25 repliche di M compresa fr 4.5 e 6.5

Il meccanismo compressivo del terremoto ci dice che la transizione fra il limite di zolla compressivo e quello trascorrente è piuttosto complessa e forti compressioni sono presenti anche nell’area interessata dalla trascorrenza. Infatti le dimensioni, la profondità dell’ipocentro (25 km) e l’orientamento SW – NE della zona interessata suggeriscono la presenza di una struttura ancora collegata alla subduzione della zolla pacifica sotto quella australiana.  

[1] Okaya et al, 2007 Continent-Continent Collision at the Pacific/Indo-Australian Plate Boundary: Background, Motivation, and Principal Results in Okaya et al (eds)  A Continental Plate Boundary: Tectonics at South Island, New Zealand.  Geophysical Monograph Series 175

[2] Cox and Sutherland 2007 Regional Geological Framework of South Island, New Zealand, and its Significance for Understanding the Active Plate Boundary A Continental Plate Boundary: Tectonics at South Island, New Zealand.  Geophysical Monograph Series 175