CRONACA

Dai cristalli ai terremoti

CRONACA – Su Nature, il fisico Stefano Zapperi, del CNR-IENI a Milano, e sei colleghi di varie discipline e paesi pubblicano una ricerca per metà sperimentale e per metà matematico-teorica, che rivela un legame inaspettato tra forze lente  e veloci catastrofi, intese in senso topologico.

A scanso di equivoci, anche il titolo è in due parti:

Eventi quasi periodici nella plasticità dei cristalli e l’oscillatore di valanghe auto-organizzate

Gli eventi sono stati provocati, osservati e misurati in laboratorio comprimendo piano piano micro-cristalli di nichel. Normalmente le tensioni interne di un sistema che può essere “fisico, sociale o virtuale”,  sono alleviate di botto con valanghe che compaiono a destra e manca, grandi o piccole. Senza rapporto apparente con il tasso la velocità di rilassamento delle tensioni.

(Semplificando molto, il termine “valanga” o criticità auto-organizzata si usa per fenomeni dinamici in tanti ambiti diversi – in un mucchio d sabbia, nell’evoluzione dei procarioti o in interi ecosistemi – in uno stato precario, lontano dall’equilibrio. Spesso i mutamenti sono espressi con leggi di potenza come quella di Gutenberg-Richter usata per calcolare la frequenza dei terremoti in funzione della magnitudo, entro un dato periodo in una data area.)

L’ipotesi dei sette ricercatori era che fra un botto e l’altro, mentre tutto pare  tranquillo, forze presenti anch’esse ma lente ad accumularsi influiscono sulle proprietà e quindi sul comportamento delle valanghe. E si sono chiesti se ci fosse un nesso tra lo scompiglio dei cristalli o della crosta terrestre che si può descrivere con buona approssimazione statistica, ma non prevedere, e il tasso di rilassamento delle forze lente e poco appariscenti.

Dalle reazioni dei cristalli sottoposti a un crescendo di maltrattamenti, la risposta è sì. Nella calma intermittente fra una compressione e una peggiore, a ricorrenza quasi ciclica quei rilassamenti finora sottovalutati  interagiscono effettivamente con quelli interni bruschi e cambiano tempi e forme delle valanghe. Un nesso c’è: il tasso di deformazione della struttura interna e quello di rilassamento delle forze esterne sono “comparabili”.

Un microcristallo sembrerà un modello troppo semplice perché si possa dedurne il comportamento di neuroni cerebrali, di un social network come FaceBook o della faglia di Sant’Andrea, la grande madre dei terremoti californiani disegnata sopra alcuni dei cristalli sulla copertina di Nature. Invece fra deformazione, calore, stress e  rispettivi tempi e modi di propagazione/dispersione, perfino un cristallo ha comportamenti complicati e inaspettati.

Siccome la scala non conta e le stesse forze agiscono nelle zone sismiche, il nesso vale anche per i terremoti. Stefano Zapperi e  suoi co-autori concludono:

La nostra teoria generale suggerisce che ogni qualvolta le valanghe competono con altri lenti processi coesistenti per minimizzare la tensione interna locale, la dinamica farà emergere l’oscillatore di valanghe auto-organizzate.

La teoria non suggerisce come prevedere i terremoti, ovviamente, ma indica le osservazioni da fare e delle quali tenere conto per rianalizzare i dati raccolti fin qui,  ricalcolare i modelli d simulazione e renderli più realistici.

Immagine:

2 Commenti

  1. Scusate, ma per caso avete usato un traduttore automatico??? Sarebbe meglio curare un po’ di piu’ la qualità del testo. Anche perchè una cattiva scrittura rischia di produrre molta confusione in chi legge.

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