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livello medio
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ARGOMENTO: GEOLOGIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: OCEANO PACIFICO
parole chiave: Chikyu, Deep-sea Scientific Drilling, tsunami
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Il Deep-sea Scientific Drilling Vessel Chikyu della Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) ha completato il lavoro pianificato per la spedizione 380 dell’International Ocean Discovery Program (IODP), iniziata il 12 gennaio 2018.
Come ricorderete da un precedente articolo, l’International Ocean Discovery Program (IODP) è un progetto di cooperazione multinazionale avviato nell’ottobre 2013 che si avvale della nave di perforazione scientifica (D/V) Chikyu, gestita dal Giappone, e della JOIDES, gestita dagli Stati Uniti per le sue spedizioni. La missione dello IODP è far luce sui cambiamenti ambientali globali, sulle dinamiche del mantello e della crosta e sulla tettonica della Terra e sulla biosfera sotto il fondo marino.
La spedizione ha raggiunto con successo l’obiettivo di perforare fino a 495 metri sotto il fondo marino ed installare un sistema di monitoraggio del pozzo a lungo termine (LTBMS, vedi Figura 3) nel sito C0006 (Figure 1 e 2: 3.871,5 metri sotto il livello del mare) situato sulla faglia di confine della placca Nankai Trough.
Figura 2. Il sito perforato in Nankai Trough SEIZE (in alcuni casi sono stati perforati più fori sullo stesso sito)
In particolare, seguendo i siti C0002 e C0010 nella depressione di Nankai, il team della spedizione ha installato un sistema di monitoraggio del pozzo a lungo termine in un terzo sito, il C0006. Questi sistemi di monitoraggio contengono diversi sensori:
(1) termometro,
(2) misuratori di distorsione,
(3) sismometro,
(4) inclinometri,
(5) geofoni,
(6) accelerometro
(7) pressure port
che sono inseriti all’interno di un foro praticato sul fondo. Il sistema è fissato ad uno strato stabile all’interno del pozzo con cemento ed ha il compito di monitorare anche fluttuazioni minime nella faglia di confine della placca e nella crosta terrestre circostante per lunghi periodi di tempo con elevata sensibilità e precisione.
Figura 3. LTBMS e configurazione del sensore
Movimenti della crosta al limite della faglia di confine della placca (vicino alla faglia) sono legati alla generazione di maremoti e questi possono essere individuati dall’osservazione dello stato di accumulo dell’energia di deformazione e delle attività sismiche. Ciò è possibile attraverso la misurazione dei cambiamenti e delle tendenze di variazione della pressione e della temperatura dei fluidi all’interno della crosta.
Il sistema LTBMS installato nel sito C0006 è programmato per connettersi con il sistema di rete del fondale oceanico per terremoti e tsunami (DONET), che è stato installato nella depressione di Nankai, assicurando l’acquisizione in tempo reale dei dati di osservazione del pozzo. Il sistema di rete di controllo dei fondali oceanici per terremoti e tsunami (DONET) è un sistema sviluppato da JAMSTEC ed installato sul fondo del mare nell’area di Nankai Trough per osservare e monitorare regolarmente i terremoti e tsunami che si verificano in qui mari. Il sistema è composto da due aree di monitoraggio: DONET 1 e DONET 2.
Figura 1. Posizione di DONET1 e LTBMS – Sito C0006, dove è stata eseguita la perforazione, e dove LTBMS è stato installato durante la spedizione, a circa 100 km a sud-est di Shingu, Wakayama (33 ° 2’N, 136 ° 48’E)
DONET 1, installato sul fondo marino 1.900-4.400 metri sotto il livello del mare nel bacino di Kumano al largo della costa della penisola di Kii, è costituito da 22 siti di osservazione, che sono entrati in funzione nel 2011. DONET2 è invece costituito da 29 punti di osservazione installati 1.100–3.600 m sotto il livello del mare tra il canale Kii e il bacino al largo della costa di Shikoku e l’installazione è stata completata alla fine di marzo 2016.
Foto 1: processo di rientro dei tubi di perforazione (ripreso da una telecamera subacquea). Il team ha perforato fino a 399 m sotto il fondo dell’oceano per impostare i tubi di rivestimento per la protezione del pozzo. Questa foto, scattata il 26 gennaio 2018, mostra il processo di rientro dei tubi di perforazione nel pozzo. A una profondità d’acqua di 3.871,5 m, il diametro interno del tubo è di circa 50 cm, quindi il lavoro è stato eseguito con cura controllando le immagini della fotocamera subacquea.
Foto 2 e 3 Preparazione per l’installazione del gruppo testa pozzo (testa CORK). I sensori LTBMS vengono inseriti in un foro praticato. Dopo averli fissati con cementi, il gruppo testa pozzo viene installato sulla sommità del pozzo. Collegando i cavi sottomarini con il gruppo della testa del pozzo, il monitoraggio in tempo reale dei dati osservativi sarà disponibile in seguito.
Con il completamento di DONET 2, il sistema DONET è stato trasferito al National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience nell’aprile 2016. I dati ottenuti da DONET vengono trasmessi in tempo reale ad Istituzioni scientifiche come la Japan Meteorological Agency e vengono utilizzati per l’allerta precoce di terremoti e tsunami.
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