Fisica dei terremoti – Approccio Termodinamico

In collaborazione con la UC Berkeley e la Tokio University, la sorgente sismica viene studiata attraverso la termodinamica di non-equilibrio e la meccanica non-lineare, liberandosi del paradigma di Elastic Rebound. Quest’ultimo, che si basa sull’elasticità lineare e considera solo i termini meccanici, è notoriamente capace di rappresentazioni efficaci del wavefield, ma è inefficace nella descrizione dell’evoluzione del processo, che viene ridotto a una frattura più stick slip con geometria elementare. Ciò porta non solo all’impossibilità di previsione di eventi futuri, ma anche a diversi paradossi, il primo dei quali è legato alla quantità di calore prodotto dallo scorrimento durante il terremoto. Il nuovo approccio considera il problema della sorgente sismica ab initio, combinando i problemi meccanici e termodinamici, e prendendo in considerazione la presenza di fluidi e di una geometria non Euclidea. Questo risolve i paradossi, riconciliando la teoria con gli esperimenti, con terremoti che si verificano in clusters self-similar sia nello spazio che nel tempo. Il nuovo approccio è inoltre efficace nella descrizione della sismicità indotta dall’immissione di fluidi, riconciliando la teoria con l’evidenza sperimentale, che vede i terremoti essere indotti anche a distanze e intervalli di tempo considerevoli dall’immissione, mentre il fluido si diffonde nella matrice solida come onde di pressione. Un effetto simile accade quando si verificano aftershocks a distanze spaziali e temporali di diversi ordini di grandezza maggiori di quanto atteso dall’approccio classico.

Finanziamenti

  • RFO (Università di Bologna)
  • INGV

Responsabile scientifico