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La R/V Chikyu ha completato la spedizione nella faglia di Nankai installando nuovi strumenti per la predizione degli tsunami

tempo di lettura: 4 minuti

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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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