Scala del Diavolo, schema matematico per Sincronizzazione Grandi Terremoti.

La manifestazione di grandi terremoti potrebbe seguire uno schema matematico chiamato “Scala del diavolo“, in cui un gruppo di eventi sismici sono separati da lunghi ma irregolari intervalli di silenzio. Almeno questa è l’ipotesi avanzata dal team guidato dal sismologo Yuxuan Chen, dell’Università del Missouri (Columbia), che ha appena pubblicato i risultati delle loro ricerche nel “Bulletin of the Seismological Society” [link].

La scoperta differisce dal classico modello di terremoto, il che suggerisce che i terremoti si verificherebbero periodicamente, o quasi periodicamente, a seconda dei cicli di accumulo e rilascio dello stress tettonico. In altre parole, i terremoti si verificherebbero in intervalli di tempo più o meno prevedibili a seconda dell’attività della tettonica a zolle. Tuttavia, Chen e colleghi sostengono il contrario: le sequenze periodiche sono relativamente rare.

I ricercatori sottolineano che i loro risultati potrebbero avere implicazioni per la valutazione del rischio sismico. Ad esempio, hanno scoperto che queste grandi sequenze di terremoti (quelle con eventi di magnitudo 6 o maggiore) sono “più esplosive” del previsto, il che significa che il raggruppamento temporale dei terremoti ha maggiori probabilità di ripetere eventi simili a breve tempo.

Ma il divario irregolare tra le ripetizioni rende anche più difficile prevedere un tempo di ricorrenza medio tra i principali terremoti. Vale a dire: se i terremoti si replicano per giorni o mesi, quale di tutti gli eventi sismici che si sono verificati dovremo prendere in considerazione come chiave quando si realizza il modello?

Attenzione ai cataloghi sismici

I sismologi hanno prodotto cataloghi sismici per prevedere le catastrofi. Hanno compilato tutti i registri disponibili dei terremoti per zone nel corso della storia al fine di scoprire un possibile modello di ripetizione. Tuttavia, il team di Chen sottolinea che, poiché i tempi geologici sono molto più lunghi degli umani, questi cataloghi potrebbero includere eventi troppo brevi per catturare l’intero schema della scala, rendendo “difficile sapere se i pochi eventi in un catalogo si sono verificati all’interno di un gruppo di terremoti o hanno riguardato entrambi i gruppi e intervalli di riposo”.

Questo significa: se il gruppo di terremoti corrispondente allo stesso evento è terminato o è diverso. “Per lo stesso motivo, dobbiamo essere cauti nel valutare un evento ritardato solo perché il tempo misurato dall’evento precedente ha superato un” tempo medio di ricorrenza “basato su un catalogo incompleto”.

Cos’è la scala del diavolo

La scala del diavolo, chiamata anche funzione di Cantor, è un frattale dimostrato da sistemi dinamici non lineari, in cui un cambiamento in qualsiasi luogo potrebbe influenzare il comportamento dell’intero sistema. In natura, il modello può essere trovato ad esempio nelle sequenze di sedimentazione, cambiamenti nell’elevazione della superficie e nei tassi di erosione o inversioni nel campo magnetico terrestre.

Chen ebbe un incontro inaspettato con questo schema matematico. “Mi sono imbattuto in questo argomento alcuni anni fa quando ho letto dello studio di due ricercatori dell’UCLA sul modello temporale di un noto serial killer, Andrei Chikatilo, che ha ucciso almeno 52 persone dal 1979 al 1990 nell’ex Unione Sovietica”. Il modello temporale dei suoi omicidi era la “scala del diavolo”. I ricercatori stavano cercando di capire come funzionava la mente del criminale, come i neuroni si stimolano a vicenda nel cervello. Sono stato incuriosito perché mi sono reso conto che i terremoti funzionano in modo simile: la rottura di un fallimento potrebbe stimolare l’attività in altri fallimenti trasferendo lo stress”.

I fattori che controllano gli eventi sismici raggruppati sono complessi e potrebbero coinvolgere lo stress che stimola un terremoto, i cambiamenti nelle proprietà di attrito e il trasferimento dello stress tra faglie o segmenti di falla durante una rottura, tra gli altri, afferma Gang Luo, dell’Università di Wuhan. Osserva che gli intervalli sembrano essere inversamente correlati alla velocità di deformazione tettonica di fondo di una regione o zona.