È noto che i forti terremoti nel mondo sono (seppur debolmente) legati tra loro, anche a distanze enormi: ma da cosa dipende tale relazione? I sismologi se lo sono chiesto per decenni, ipotizzando una forza interna a scala planetaria, oppure una forza esterna, legata in qualche modo ai corpi celesti del Sistema Solare. Ora per la prima volta, un gruppo di ricercatori di INGV, CNR, dell’Università della Basilicata e della Regione Puglia ha dimostrato che l’attività solare influenza la sismicità sulla Terra. Il loro studio è stato pubblicato su Scientific Report di Nature.
Per verificare l’esistenza di un collegamento tra attività solare e terremoti, i ricercatori hanno considerato due set di dati: i terremoti nel mondo e le misurazioni sui protoni del satellite SOHO. “Abbiamo studiato i dati del satellite SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), localizzato in una posizione stazionaria rispetto al Sole e alla Terra (punto di Lagrange L1), a circa 1.5 milioni di km dalla Terra che registra la densità di protoni (particelle di carica positiva localizzate nei nuclei atomici) prodotti dall’attività solare e la loro velocità”, ha spiegato Vito Marchitelli, ricercatore affiliato alla Regione Puglia e primo autore. “L’analisi del catalogo mondiale dei terremoti del periodo 1996-2016 mostra una correlazione significativa con la densità di protoni misurata nello stesso periodo. Questa correlazione è descritta da una maggiore probabilità che si verifichino terremoti durante finestre temporali di 24 ore subito dopo un periodo di picco (inteso come un periodo trascorso oltre una certa soglia) nella densità dei protoni dovuta dell’attività solare”, scrivono i ricercatori.
“Questo tipo di correlazione tra sismicità nel mondo e attività solare è stato valutato anche con altre variabili collegate all’attività solare, come velocità dei protoni, pressione dinamica dei protoni, flusso protonico e densità protonica. Tuttavia, una correlazione significativa può essere osservata solo con il flusso protonico, oltre alla densità protonica. La correlazione è tuttavia molto più forte utilizzando la semplice densità protonica, che evidenzia che questa è la variabile davvero influente per determinare la correlazione con i terremoti. È stato dimostrato che questa correlazione è statisticamente molto significativa. L’alta rilevanza della correlazione osservata è rafforzata anche dall’osservazione che, aumentando la magnitudo del catalogo dei terremoti, il picco della correlazione diventa progressivamente più grande. La correlazione tra i grandi terremoti nel mondo e la densità dei protoni modulata dall’attività solare, dunque, sembra essere fortemente evidente e significativa”, si legge nello studio.
Un possibile modello qualitativo per spiegare le osservazioni
“Dopo aver valutato una forte correlazione tra la densità protonica, generata dal vento solare, e i grandi terremoti nel mondo, il prossimo passo è verificare se esiste un meccanismo fisico che possa spiegare questi risultati. Sono stati proposti diversi meccanismi finora per l’attivazione solare-terrestre dei terremoti. Sebbene le precedenti osservazioni sull’attivazione solare-terrestre non fossero convincenti, alcuni dei meccanismi proposti in precedenza potrebbero spiegare i nostri risultati”, scrivono i ricercatori, che fanno riferimento in particolare agli effetti piezoelettrici nelle rocce generati da grandi correnti elettriche.
“La correlazione che abbiamo osservato implica che a volte si verifica un alto potenziale elettrico tra la ionosfera, caricata dall’alta densità protonica generata a distanze maggiori, e la Terra. Questo potenziale così elevato potrebbe generare, sia in modo diretto sia determinando per induzione elettrica alterazioni del normale potenziale nel sottosuolo, una scarica elettrica, incanalata alla profondità di grandi faglie, che rappresentano canali preferenziali e molto conduttivi. Questa corrente elettrica, attraversando la faglia, genererebbe, per effetto piezoelettrico inverso, un impulso stress – strain (sforzo – deformazione, ndr) che potrebbe destabilizzare la faglia, favorendone la rottura. L’effetto piezoelettrico inverso sarebbe dovuto, nelle rocce, agli abbondanti minerali di quarzo in esse contenute. Questo effetto può funzionare, in linea di principio, per tutti i tipi di faglie”, si legge nello studio.
“L’effetto piezoelettrico, infatti, agisce per produrre un impulso di dilatazione o contrazione su un particolare asse del cristallo, a seconda della polarità della corrente elettrica. Lo stress normale può stabilizzare o destabilizzare qualsiasi tipo di faglia, a seconda del segno; tuttavia, poiché è un impulso transitorio, ha effetto solo nel caso in cui sia in grado di aumentare istantaneamente lo stress di Coulomb totale su una determinata faglia sopra la forza di rottura, generando così il terremoto. Rappresenterebbe solo un piccolo effetto destabilizzante su una faglia già caricata in modo critico. Quindi, il ciclo sismico sarebbe comunque dominato dai fenomeni tettonici, ma questo piccolo effetto esterno potrebbe generare la correlazione osservata tra i terremoti nel mondo”, spiegano gli autori nel loro studio.
“Questi tipi di effetti, indotti dall’alto potenziale elettrico tra la ionosfera e la Terra, dovrebbero essere accompagnati da scariche elettriche nell’atmosfera, che causerebbero fenomeni di luminescenza. In realtà, ci sono numerose osservazioni di fenomeni di luminescenza macroscopici prima di e in accompagnamento ai grandi terremoti. Inoltre, questi fenomeni potrebbero anche causare forti effetti elettromagnetici, che sarebbero registrati come onde radio; anche questi fenomeni sono stati ampiamente riportati in accompagnamento, generalmente precedendoli, a grandi terremoti. Più in generale, molte anomalie elettromagnetiche, spesso ben evidenti, sono sempre più frequentemente riportate in associazione a terremoti grandi o moderati. La recente letteratura scientifica è piena di ipotesi su come tali effetti elettromagnetici, associati ai grandi terremoti, potrebbero essere generati. Noi suggeriamo che l’aumento della densità protonica vicino alla magnetosfera può qualitativamente spiegare tutte queste osservazioni e fornire anche una base fisica alle nostre osservazioni statistiche”, si legge nello studio.
“Questo paper fornisce le prime evidenze, molto significative statisticamente, per un’alta correlazione tra i grandi terremoti nel mondo e la densità protonica vicino alla magnetosfera, a causa del vento solare”, che modula la densità protonica e quindi il potenziale elettrico tra la ionosfera e la Terra. “Questi risultati sono estremamente importanti per la ricerca sismologica e per le possibili future implicazioni sulla previsione dei terremoti”, concludono i ricercatori.
C’è però da sottolineare che l’intervallo di tempo preso in considerazione nello studio è di appena 20 anni (1996-2016) e che per i terremoti di magnitudo superiore a 7 i tempi di occorrenza sono maggiori. Secondo le statistiche dell’USGS, dal 1990 al 2019, nel mondo, si sono verificati tra i 7 e i 24 terremoti all’anno con magnitudo pari o superiore a 7 (7 terremoti di tale intensità nel 2017 e 24 nel 2010). Questo costituisce una limitazione allo studio. Infatti è difficile definire la effettiva correlazione tra due fenomeni, sulla base di un insieme di dati che documenta un arco di tempo così breve.
