Terremoti indotti da fluidi contenenti metano in sovrapressione nel settore nordoccidentale della bacino del Sichuan, Cina

Forze nascoste sotto i nostri piedi

La maggior parte di noi pensa ai terremoti come al risultato dello scorrimento delle placche tettoniche. Ma nelle profondità sotterranee i fluidi intrappolati possono accumulare lentamente pressione fino a fratturare improvvisamente la roccia e far tremare il suolo. Questo studio si concentra sui fluidi ricchi di metano a oltre quattro chilometri di profondità nel settore nordoccidentale del bacino del Sichuan, in Cina. Leggendo indizi chimici e strutturali conservati in minuscole vene mineralogiche, gli autori dimostrano che una pressione del gas sotterranea estrema può da sola fratturare le rocce e innescare terremoti locali, offrendo uno sguardo raro e diretto su una causa invisibile degli eventi sismici.

Un bacino modellato da compressione e sollevamento

Il bacino del Sichuan si trova lungo il margine orientale dell’altopiano tibetano, in una zona in cui la crosta è stata compressa per decine di milioni di anni. Con l’innalzamento di catene montuose circostanti, come i Monti Longmen, il piano del bacino è stato spinto verso il basso e lateralmente, creando il classico contesto di una “bacino di avanfossa”. In questo ambiente, spessi pacchetti di arenarie, argilliti e strati carboniferi della Formazione Xujiahe sono stati sepolti, piegati e tagliati da numerose faglie e fratture. Queste rocce non solo ospitano importanti giacimenti di gas, ma conservano anche abbondanti segnali di terremoti passati, tra cui microfaglie, frammenti lacerati, vene di sabbia liquefatta e zone frantumate note come seismiti.

Vene microscopiche come manometri sotterranei

Per comprendere come i fluidi interagiscano con i terremoti in questa area, i ricercatori hanno esaminato carote di perforazione provenienti da due pozzi profondi. All’interno di queste carote si sono concentrati su fratture orizzontali speciali riempite da più generazioni di vene di calcite. Le vene iniziali sono cresciute come strati fibrosi paralleli alla stratificazione della roccia, un modello noto per formarsi quando la pressione del fluido è già anormalmente elevata. In seguito, vene di calcite affilate e a forma conica sono cresciute all’interno di questi strati precoci. Al microscopio e mediante immagini in catodoluminescenza il team ha potuto ricostruire la sequenza: le fratture si aprivano sotto alta pressione dei fluidi, le vene crescevano e le sigillavano parzialmente, e poi nuovi impulsi di fluido riaprivano e ingrandivano le stesse fratture.

Catturare il metano in tasche microscopiche

I segnali più forti provenivano dalle inclusioni fluide—tasche microscopiche di fluido intrappolate all’interno delle vene di calcite più giovani. Utilizzando spettroscopia Raman laser, gli autori hanno mostrato che molte inclusioni contenevano metano quasi puro, talvolta con piccole quantità di bitume solido. Queste inclusioni costituivano di fatto capsule di pressione sigillate. Misurando lo spostamento del segnale Raman del metano e combinando questo dato con la temperatura di intrappolamento registrata da rare inclusioni acquose coesistenti, il team ha calcolato la densità e la pressione originarie del gas al momento della formazione delle inclusioni. I risultati hanno rivelato pressioni estreme comprese tra circa 115 e 157 megapascal—all’incirca due volte, o più, la pressione normale attesa a quella profondità di sepoltura durante il Giurassico superiore.

Verso un punto di rottura

Lo studio ricostruisce come si sia sviluppata tale sovrapressione e cosa sia accaduto quando è stata infine rilasciata. Nel tempo, la compressione regionale associata al bacino di avanfossa ha spinto fluidi ricchi di metano in fratture orizzontali sigillate nella Formazione Xujiahe. Poiché le rocce circostanti erano fortemente compattate e cementate, potevano sopportare una pressione interna del fluido insolitamente alta senza rompersi immediatamente. Con l’afflusso continuo di metano, le fratture si sono allargate a sufficienza da permettere la crescita delle vene di calcite a forma conica, mentre i fluidi intrappolati diventavano sempre più in sovrapressione. Alla fine la pressione ha superato la resistenza della roccia. Nei punti deboli, le fratture si sono improvvisamente rotte, costringendo le vene coniche a perforare le vene fibrose precedenti sulla parete opposta—un registro congelato di un repentino calo di pressione e della chiusura della frattura.

Dal gas silenzioso al terreno che trema

Gli autori sostengono che tali rilasci improvvisi di metano in sovrapressione avrebbero perturbato il campo di sforzo locale e generato terremoti localizzati. Questa idea è fortemente supportata dall’abbondanza di deformazione fragile e seismiti in tutto gli stessi livelli rocciosi, che mostrano come i terremoti abbiano ripetutamente interessato rocce già indurite dopo la loro formazione. In termini semplici, le rocce della Formazione Xujiahe registrano sia l’accumulo di una pressione di gas estrema sia le cicatrici dei terremoti seguìti al suo rilascio. Per i non specialisti, il messaggio chiave è che alcuni terremoti possono essere causati non solo dal movimento lento delle placche, ma anche dal rapido scarico di fluidi profondi intrappolati a alta pressione, come il metano—una forza invisibile che può trasformare improvvisamente una roccia silenziosa in una fonte di scuotimento sismico.

Citazione: Song, Y., Chen, Y., Zhao, Z. et al. Earthquakes induced by overpressure methane-bearing fluid in northwest Sichuan Basin, China. Sci Rep 16, 13572 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43747-7

Parole chiave: terremoti, metano in sovrapressione, bacino del Sichuan, sismicità indotta da fluidi, bacino di avanfossa