Ricostruire i danni nella crosta con il rumore sismico: il caso del terremoto di Nagano in Giappone

Un team di ricercatori del gruppo di Sismologia del Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, composto dal dottore Titouan Muzellec, dalla dottoressa Grazia De Landro e dal professore Aldo Zollo, ha ricostruito in dettaglio come la crosta terrestre si sia modificata dopo il terremoto di magnitudo 6.2 che nel novembre 2014 ha colpito la regione di Nagano, in Giappone. Lo studio, pubblicato su Nature Communications Earth & Environment, mostra come le proprietà elastiche dei primi chilometri di crosta si siano indebolite in modo misurabile a seguito della rottura sismica.

La ricerca utilizza l’interferometria del rumore ambientale, una tecnica che sfrutta le vibrazioni naturali generate da oceani, atmosfera e attività umane. Analizzando tre mesi di registrazioni continue provenienti da 27 stazioni sismiche, gli studiosi hanno identificato una riduzione della velocità delle onde sismiche compresa tra lo 0,5% e l’1,3% dopo la scossa principale. Questa variazione, pur minuta, rappresenta un indicatore diretto dell’indebolimento delle rocce.

Combinando le informazioni di centinaia di coppie di stazioni, il team è riuscito a localizzare queste variazioni nella crosta, ricostruendone la distribuzione spaziale. Il danneggiamento risulta concentrato nei primi due chilometri di profondità, in prossimità della zona di nucleazione e delle aree di massimo slip, ossia dove la faglia ha subito gli spostamenti maggiori. La corrispondenza con le zone di scuotimento più intenso registrate dalla rete accelerometrica giapponese rafforza l’interpretazione di un indebolimento diffuso prodotto sia dalla rottura principale sia dal forte shaking.

Comprendere dove e in che misura la crosta si danneggia è fondamentale non solo per monitorare l’occorrenza dei terremoti successivi, ma anche per valutare come la distribuzione degli sforzi evolva dopo un grande evento sismico. Questa conoscenza contribuisce a definire con maggiore precisione i modelli di pericolosità e a migliorare gli strumenti con cui si stima il rischio nelle aree attive.

Lo studio dimostra il potenziale delle reti sismiche dense e delle tecniche avanzate di elaborazione per trasformare il rumore di fondo della Terra in uno strumento di imaging ad alta risoluzione. Senza attendere nuovi terremoti, è possibile seguire l’evoluzione delle proprietà elastiche della crosta giorno per giorno, ottenendo informazioni preziose sulla risposta meccanica delle zone di faglia.

Questi risultati aprono la strada a un uso sempre più esteso del monitoraggio sismico continuo per identificare aree di debolezza persistente o processi di recupero post-sismico, contribuendo a una comprensione più approfondita di come la crosta terrestre si frattura e si risana nel tempo.

Riferimento:
Muzellec, T., De Landro, G. & Zollo, A. Fault zone damage caused by the mainshock rupture during the 2014 Northern Nagano earthquake. Commun Earth Environ 6, 934 (2025).
https://doi.org/10.1038/s43247-025-02890-1