17/02/2020
All’inizio di febbraio, il Servizio Sismico Svizzero (SED) presso l’ETH di Zurigo ha ricevuto una consegna davvero speciale: un macchinario da 11 tonnellate dalle dimensioni di 2.4 x 2.5 x 1 m, in grado di generare piccoli terremoti su campioni di roccia grandi quanto il palmo di una mano in condizioni rappresentative della costa terrestre a 4-8 km di profondità. L’apparecchio in questione, denominato LabQuake, è stato installato presso il laboratorio di fisica e meccanica delle rocce (Rock Physics and Mechanics Laboratory) sotto la guida del dottor Claudio Madonna. LabQuake consentirà al SED di approfondire un nuovo indirizzo di ricerca: la sismologia di laboratorio. L’obiettivo è quello di ottenere una migliore comprensione della fisica dei terremoti, per esempio nel quadro dei sismi indotti, scatenati dalle stimolazioni dei sistemi geotermici profondi. Il dottor Paul Selvadurai dirige il gruppo di ricerca in sismologia di laboratorio recentemente creato.
Al fine di sviluppare una migliore comprensione della natura, gli scienziati spesso esaminano problemi complessi in laboratorio; qui infatti sono in grado di controllare l’ambiente, ripetere gli esperimenti e posizionare fitti sistemi di sensori. Grazie a LabQuake i ricercatori potranno generare decine di migliaia di piccolissimi terremoti – si tratta di cosiddetti eventi nanosismici che producono una quantità di energia paragonabile a quella di un insetto che sbatte una volta le ali – su campioni di roccia, osservando come si formano, quali elementi li controllano e per quale motivo cessano. A tal fine LabQuake è equipaggiato con vari sensori che misurano ad alta risoluzione l’evoluzione della nanosismicità, dello sforzo e della pressione interstiziale all’interno del campione di roccia.
Continua a leggere...LabQuake espone campioni di roccia delle dimensioni massime di 7.6 cm alle condizioni di funzionamento degli impianti termici di profondità: temperature fino a 170 °C e una pressione di confinamento pari a 170 Mpa, che corrisponde approssimativamente a 1678 atmosfere o a una colonna d’acqua alta 17.3 km. La forza massima che gli scienziati possono applicare sui campioni di roccia equivale al peso di 125 SUV di medie dimensioni (approssimativamente 2500 kN).
Una delle prime applicazioni di LabQuake sarà la ripetizione di esperimenti su campioni di roccia raccolti nei laboratori di ricerca sotterranei. LabQuake integra in maniera ideale gli esperimenti condotti su scala decametrica nel quadro del progetto ISC di stimolazione e circolazione in situ presso il passo del Grimsel (Grimsel In-Situ Stimulation and Circulation Project ISC). Gli scienziati testano ipotesi tratte da questo progetto riproducendole in scala ridotta con LabQuake. In seguito, le nuove scoperte vengono riportate alla scala naturale e applicate nel quadro di esperimenti sul campo condotti presso il laboratorio sotterraneo per le geoenergie di Bedretto (Bedretto Laboratory for Geoenergies). LabQuake colma dunque le lacune fra progetti di scale differenti, contribuendo a migliorarne precisione e performance.
I costi per LabQuake ammontano approssimativamente a 1.2 milioni di franchi svizzeri e sono stati coperti attraverso il fondo per le start-up della cattedra Wiemer, con contributi del programma R’Equip del FNS per l’acquisto di apparecchiature, così come del programma di acquisto apparecchiature dell’ETH e del dipartimento di Scienze della Terra.
Qui è possibile vedere il video in time-lapse della consegna di LabQuake al SED.