Nel luglio e ottobre 2022, i residenti delle Isole Manu’a nelle Isole Samoa americane hanno avvertito la terra tremare più volte al giorno, suscitando preoccupazioni per un’imminente eruzione vulcanica o tsunami.
Samoa americane: le misurazioni sismiche degli scienziati
Un catalogo dei terremoti per l’area non ha rilevato nulla, perché le isole non disponevano di una rete di monitoraggio sismico in grado di misurare le scosse e aiutare i sismologi a identificare la fonte dello sciame sismico.
Tuttavia, i residenti delle isole Ta’ū, Ofu e Olosega avevano bisogno di risposte, così Clara Yoon del Servizio Geologico degli Stati Uniti e i suoi colleghi hanno trovato un altro modo per colmare i vuoti sismici; hanno utilizzato l’apprendimento automatico e un’altra tecnica chiamata template matching sui dati di scuotimento registrati da un singolo sensore sismico situato a 250 chilometri dallo sciame sismico delle Samoa americane.
Nel Seismic Record, Yoon e i suoi colleghi raccontano come hanno tracciato lo sciame utilizzando questi dati da una singola stazione, combinati con i resoconti delle scosse da parte dei residenti, fino a quando non sono state installate stazioni sismiche permanenti nelle Samoa americane nell’agosto e settembre 2022.
I terremoti vulcanici del 2022
Lo sciame di terremoti vulcanici non eruttivi è iniziato nel luglio 2022, circa 15 chilometri al largo dell’isola di Ta’ū e le isole vulcaniche delle Samoa si formano mentre la placca tettonica del Pacifico si muove sopra un punto caldo nell’Oceano Pacifico meridionale.
I resoconti dei residenti sulle frequenti scosse, che si verificavano più volte al giorno per pochi secondi, erano le uniche informazioni sullo sciame inizialmente.
“Quando sono iniziati i terremoti, le Samoa americane non avevano alcun monitoraggio geofisico strumentale, quindi anche le informazioni di base sulla fonte del tremore (con implicazioni per le decisioni di emergenza e la sicurezza pubblica) erano inesistenti,” ha detto Yoon.
Per risolvere questo problema, i ricercatori si sono rivolti a una stazione sismica remota a Upolu, Samoa, parte della Rete Sismografica Globale, che ha dati scaricabili in tempo quasi reale tramite il centro dati EarthScope, ha sottolineato Yoon.
I dati sui terremoti
Tuttavia, il segnale sismico dello sciame delle Samoa americane era difficile da rilevare nella stazione distante, quindi Yoon e i suoi colleghi hanno utilizzato un modello di deep learning chiamato EQTransformer, insieme a una tecnica chiamata template matching, per individuare questi piccoli terremoti da uno sfondo sismico rumoroso.
“EQTransformer ha trovato molti terremoti con localizzazioni coerenti con la parte orientale delle Samoa americane, il più grande dei quali corrispondeva con gli orari dei resoconti di scosse“, ha spiegato Yoon. “Questi resoconti di scosse, forniti dai residenti locali delle Samoa americane al National Weather Service, sono stati fonti essenziali di dati sui terremoti, e ci hanno dato fiducia che gli eventi rilevati da EQTransformer fossero effettivamente gli stessi terremoti avvertiti dalla popolazione locale.”
Con questo nuovo catalogo dei terremoti per l’evento, i ricercatori sono stati in grado di caratterizzare l’inizio e il picco dell’attività dello sciame; i sensori Raspberry Shake, portatili ed economici, installati nell’agosto 2022, hanno aiutato a localizzare rapidamente l’area dello sciame.
Lo sciame sismico è terminato nell’ottobre 2022 senza un’eruzione, ma probabilmente legato al movimento del magma vulcanico, hanno concluso i ricercatori.
Yoon ha sottolineato che un approccio come la loro tecnica a singola stazione potrebbe essere utile in altre parti del mondo dove il monitoraggio sismico permanente è scarso e il rischio sismico è poco compreso, come nelle regioni offshore con potenziale tsunami o nei terremoti all’interno di una placca tettonica.
Ha aggiunto che il terremoto più grande dello sciame delle Samoa americane aveva una magnitudo di 4,5, rendendo poco probabile che sarebbe stato rilevato dalle reti sismiche globali.
“Se nessuno fosse vissuto nelle vicinanze per riportare le frequenti scosse, questo sciame delle Samoa americane potrebbe essere passato completamente inosservato“, ha detto Yoon. “Molte fonti sismiche sconosciute e fenomeni aspettano di essere scoperti, forse da future applicazioni su larga scala e comprensive di approcci di deep learning nella sismologia.”
