A poco più di una settimana dal terremoto in Giappone del 1° gennaio 2024 possiamo presentare alcune informazioni aggiornate sull’evento.
L’inquadramento tettonico
Come scritto nel post pubblicato il 1° gennaio 2024, il Giappone si trova in un’area caratterizzata dalla presenza di 4 diverse placche tettoniche, in un regime essenzialmente di tipo compressivo, cioè di raccorciamento, come evidente dalla subduzione (brutalmente: inabissamento) della placca Pacifica sotto la placca Filippina che a sua volta subduce sotto la placca Euroasiatica. La figura 1 mostra schematicamente i rapporti tra le placche.
Figura 1 – Schema delle placche tettoniche su cui insiste il Giappone. Le frecce indicano i movimenti delle placche. Immagine tratta e rielaborata da: https://www.reinsurancene.ws/karen-clark-co-highlights-vast-loss-potential-from-large-tokyo-quake/.
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La sequenza
Fino alle ore 12:00 del 10 gennaio (ora italiana) sono state localizzate 720 scosse di magnitudo 2 o maggiore.
La sequenza è iniziata 4 minuti prima della scossa principale con un terremoto di magnitudo 5.7. Alle ore 7:10 UTC del 1° gennaio si è verificata la scossa di magnitudo 7.6 (secondo l’agenzia meteorologica giapponese, JMA).
Il grafico che segue mostra l’evoluzione temporale della sequenza (dati da: https://www.data.jma.go.jp/multi/quake/index.html?lang=en).
Figura 2 – Andamento temporale della sequenza dal 1° gennaio alle ore 12 del 10 gennaio.La figura che segue (aggiornata al 6 gennaio) mostra la distribuzione delle scosse e l’evoluzione temporale in funzione della latitudine. La figura è tratta dal blog Earthquake Insights. La distribuzione degli aftershocks permette di delineare con una buona accuratezza l’estensione della faglia, che si estende per circa 120 km in direzione nordest-sudovest. Il simbolo del meccanismo focale (la c.d. “beach ball”) al centro della distribuzione indica la posizione dell’epicentro dell’evento principale di magnitudo 7.5 e il tipo di faglia, ricavato dai dati sismologici. In questo caso si tratta di una faglia inversa, indicativa di un meccanismo compressivo dovuto al processo di raccorciamento crostale in atto nella regione.
Diversamente dai terremoti che avvengono nel versante orientale del Giappone, principalmente legati alla subduzione della placca pacifica e di quella delle Filippine al di sotto delle isole nipponiche, quelli del lato ovest sono legati principalmente a faglie crostali superficiali, inverse o trascorrenti. Pur non raggiungendo le grandi magnitudo dei terremoti pacifici, come quella dell’11 marzo 2011 (M9), e i conseguenti mega-tsunami, i terremoti del versante occidentale possono produrre scuotimenti importanti, come è avvenuto in questo caso, e tsunami non giganteschi ma comunque pericolosi.
Figura 3 – Andamento spazio-temporale della sequenza dal 1° gennaio al 6 gennaio. A sinistra la mappa degli epicentri (il colore indica la profondità). A destra la distribuzione temporale in funzione della latitudine. Elaborazione e immagine tratte da https://earthquakeinsights.substack.com/p/tectonics-of-the-january-1-2024-m75Lo tsunami
Considerata la magnitudo e la posizione dell’evento, il terremoto ha generato un’allerta tsunami, diramata dal JMA (Japan Meteorological Agency) pochi minuti dopo il terremoto. L’allerta ha causato l’allontanamento delle persone dalle zone a rischio ed è durata molte ore, pur non essendosi registrato un maremoto di grandi dimensioni.
In questo video pubblicato su YouTUBE sono stati raccolte e montate alcune testimonianze degli effetti dello tsunami:
Le massime altezze misurate dai mareografi giapponesi sono state di 1.2 metri, ma lo tsunami è stato registrato in tutte le coste del Mar del Giappone, comprese quelle russe, e in Corea del sud. Va ricordato che onde di tsunami anche solo di mezzo metro di altezza possono essere pericolose in quanto sono onde molto lunghe, posseggono una grande energia e viaggiano a velocità elevata, come si può vedere dai video al link riportato sopra. L’immagine sotto mostra le oscillazioni del livello del mare dovute allo tsunami in uno dei mareografi del Mar del Giappone (Toyama, immagine dal sito IOC).
Lo scuotimento
Il terremoto ha prodotto scuotimenti del terreno molto intensi, come è apparso chiaro osservando gli effetti sugli edifici e sul terreno. In particolare, in una stazione è stata registrata una PGA di 2.7 g (g è l’accelerazione di gravità).
Il grafico che segue è tratto dal sito Temblor.net e mostra i valori di accelerazione registrati per la scossa principale in funzione della distanza dalla rottura che si è mossa durante il terremoto. I valori sono confrontati con un modello di attenuazione medio utilizzato da USGS per produrre le mappe di scuotimento (ShakeMap) e relativa incertezza. Si nota che nei primi 50 km dalla rottura tutte le registrazioni (tranne una con il simbolo verde) sono maggiori del modello di riferimento e del suo intervallo di confidenza (fascia colorata).
Figura 5 – Registrazioni accelerometriche per il terremoto del 1° gennaio 2024. La mappa nell’inserto mostra la posizione delle stazioni colorate in funzione del valore di PGA registrato. Il grafico mostra i valori in funzione della distanza dalla rottura confrontati con il modello di attenuazione usato da USGS per la stima della Shakemap. Elaborazione e immagine tratte da https://temblor.net/temblor/intense-seismic-swarm-magnitude-7-5-japan-earthquake-15891/Le ragioni per questi elevati valori di scuotimento sono ancora sotto analisi, per esempio la presenza di uno strato alluvionale di notevole spessore. Questo dato sembrerebbe confermato dalle informazioni sulle velocità delle onde di taglio nelle 2 stazioni che hanno registrato i valori più elevati (rispettivamente 420 m/s nei primi 10 metri di spessore e 550 m/s nei primi 20 metri; dati elaborati da Iunio Iervolino: https://twitter.com/iuniervo/status/1742500758698811852). Nella roccia le onde di taglio viaggiano a oltre 800 m/s; una velocità minore comporta un aumento dell’ampiezza dell’onda e quindi effetti maggiori.
Resta il fatto che queste accelerazioni hanno prodotto estesi fenomeni di liquefazione e frane, oltre agli effetti rilevanti sugli edifici interessati.
Effetti di liquefazione
Tra gli effetti più macroscopici provocati dal terremoto c’è quello della liquefazione. E’ un fenomeno che si verifica a seguito di forti scuotimenti che interessano terreni sciolti saturi di acqua. In Italia si è verificato dopo il terremoto dell’Emilia del 2012.
Figura 6 – Edificio ribaltato a seguito del fenomeno della liquefazione (credit: https://akm-img-a-in.tosshub.com/indiatoday/images/story/202401/japan-earthquake-032840479-16x9_0.jpg)
Oltre alla risalita di materiale che forma i cosiddetti vulcanetti di sabbia, un’altra conseguenza della liquefazione è che gli edifici si ribaltano in quanto il terreno perde le sue caratteristiche di resistenza al taglio.
Un altro effetto che è circolato molto in questi giorni è quello mostrato nella foto che segue. Si tratta sempre di una conseguenza dei fenomeni di liquefazione, che in questo caso espelle verso l’alto i tombini.
Figura 7 – Tombino espulso dal terreno per il fenomeno della liquefazione (credit: https://www.reddit.com/r/InfrastructurePorn/comments/18x4bed/earthquake_in_japan_raises_the_manhole_above/)L’innalzamento della costa
Il terremoto ha avuto un meccanismo focale di tipo compressivo. Significa che lungo la superficie di faglia il blocco che si trova al di sopra della faglia (il cosiddetto tetto) si accavalla sull’altro, risultando un suo sollevamento.
Figura 8 – Schema del movimento che avviene lungo una faglia per un terremoto compressivo: il blocco a destra (“tetto”) si solleva rispetto al blocco a sinistra (“letto”). Tratta da: https://earthhow.com/types-of-faults/Il risultato ha prodotto un fenomeno, visibile su un’area molto vasta, di sollevamento del fondo marino di circa 4 metri e conseguente ritiro della linea di costa. L’immagine che segue è un’elaborazione della GeoSpatial Information Authority del Giappone. Si vede a sinistra la mappa del sollevamento osservato e nelle immagini SAR a destra la porzione di circa 200 metri di terreno emerso dal mare.
Figura 9 – Elaborazione del sollevamento del terreno a seguito del terremoto eseguita da GeoSpatial Information Authority del Giappone: https://www.gsi.go.jp/uchusokuchi/uchusokuchi-e31001.htmlPerchè tanti danni?
Al momento in cui scriviamo le informazioni dal Giappone vengono aggiornate costantemente dal sito della televisione giapponese NHK (https://www3.nhk.or.jp/nhkworld/; in inglese).
Al 10 gennaio si parla di almeno 206 vittime e un centinaio di dispersi. Alcune migliaia di edifici sono stati distrutti, alcune centinaia di abitazioni sono state distrutte dall’incendio che si è sviluppato subito dopo l’evento, oltre 50 mila persone sono fuori dalle proprie case (fonte: https://reliefweb.int/disaster/eq-2024-000001-jpn). Si segnalano interruzioni della distribuzione di corrente elettrica e strade interrotte come conseguenza del terremoto.
Siamo ancora in una fase di emergenza di assistenza alla popolazione e ci sarà tempo per fare analisi approfondite sul quadro di danneggiamento.
Possiamo però osservare come le accelerazioni prodotte dal terremoto siano state molto alte, come detto più sopra, superiori a qualsiasi norma antisismica a livello mondiale. Lo scenario che si è prodotto è quindi meno disastroso di quanto si potesse immaginare per la magnitudo del terremoto. Per fare un confronto, il terremoto del 6 febbraio 2023 in Turchia ha avuto una magnitudo comparabile (7.8 in Turchia, 7.6 in Giappone) ma ha avuto effetti molto più disastrosi, con un bilancio di vittime di circa 55.000.
Un video pubblicato su X mostra un sorvolo sulla città di Wajima: https://x.com/accuweather/status/1742259550034579537
Figura 10 – Gli effetti del terremoto e del successivo incendio nella città di Wajima (fonte: https://www.japantimes.co.jp/editorials/2024/01/05/2024-japan-begins/)A cura di Carlo Meletti (INGV – Pisa) e Alessandro Amato (INGV – Centro Allerta Tsunami)
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Terremoto in Giappone del 1° gennaio 2024 – Aggiornamento del 10 gennaio
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