Riactivazione di faglie di basamento da parte di fluidi profondi durante lo sciame sismico di Changdao 2017, Cina orientale

Crepe nascoste sotto una costa tranquilla

Lungo le tranquille rive della Baia di Bohai, nella Cina orientale, un'esplosione di piccoli terremoti nel 2017 ha rivelato una storia drammatica che si svolgeva in profondità sotto il suolo. Invece di un grande scossone distruttivo, migliaia di micro-sismi hanno attraversato rocce antiche, suggerendo che fluidi ad alta pressione — piuttosto che il lento scorrimento delle placche tettoniche — stessero risvegliando faglie rimaste silenti a lungo. Capire questo processo nascosto è importante ovunque le persone vivano sopra antichi sistemi di faglie o sfruttino serbatoi sotterranei profondi per petrolio, gas o energia geotermica.

Uno sciame invece di un singolo grande terremoto

L’area di Changdao ha una lunga storia di scuotimenti, compreso un grande terremoto nel XVI secolo e diversi sciami moderni di eventi minori. All’inizio del 2017, un altro sciame è iniziato sotto isole e fondale marino vicini, a circa 7–13 chilometri di profondità. Invece di un unico mainshock dominante seguito da repliche, questa sequenza somigliava a un alveare ronzante: molti terremoti di dimensioni simili raggruppati nel tempo e nello spazio. Per chiarire lo sciame, i ricercatori sono andati oltre il catalogo standard e hanno riesaminato registrazioni sismiche continue, usando tecniche di pattern-matching per individuare oltre 11.000 eventi — circa sei volte più di quelli riportati ufficialmente — e hanno poi rilocalizzato più di 2.000 di essi con precisione dell’ordine del metro.

Una rete di faglie a forma di X sottoterra

Con questa visione più nitida, lo sciame non appariva più come una nuvola sfocata di punti. Al contrario, i terremoti tracciavano una dettagliata rete a X di faglie intersecanti. Una faglia principale piega da angoli ripidi a più bassi con la profondità, mentre un’altra la attraversa nella direzione opposta, formando insieme una complessa zona di intersezione tridimensionale. La maggior parte degli eventi sismici si è verificata in un volume compatto di soli pochi chilometri. In circa tre mesi e mezzo, l’attività è iniziata nella parte nord-orientale dell’intersezione e si è poi propagata verso sud-ovest, suggerendo che un agente — probabilmente un fluido pressurizzato — si stesse muovendo attraverso questa rete piuttosto che il terreno rilasciasse semplicemente in blocco lo stress tettonico accumulato.

Fluidi profondi che spingono le rocce ad aprirsi

Il gruppo ha combinato diverse linee di evidenza indipendenti per indagare la causa dello sciame. Studiando il modo in cui le onde sismiche si irradiano dai singoli eventi, hanno scoperto che molti terremoti coinvolgevano non solo lo scorrimento laterale delle superfici di faglia ma anche un sottile movimento di apertura, come se la roccia fosse stata fatto leva per separarsi. Questo tipo di movimento misto è più facile da spiegare se fluidi ad alta pressione sollevano temporaneamente il peso che tiene chiuse le faglie. Modelli statistici su come un terremoto ne innesca un altro hanno mostrato che quasi due terzi degli eventi erano probabilmente forzati da qualche influenza esterna piuttosto che da normali cascade di repliche. Il modo in cui il fronte dello sciame si è espanso nel tempo corrisponde a schemi classici di diffusione di pressione attraverso fratture e pori, con tassi di diffusione calcolati simili a quelli osservati in altri sciami guidati da fluidi nel mondo.

Una valvola di faglia che si apre e si chiude

Le immagini sismiche della crosta in questa regione rivelano un corridoio dove le onde sismiche rallentano e cambiano carattere, segno di rocce fratturate e fluidi anomali. Studi geochimici dall’isola di Changdao indicano gas ricchi di anidride carbonica provenienti da sorgenti profonde, probabilmente legati alla placca pacifica bloccata sotto l’Asia orientale. Assemblando questi indizi, gli autori propongono uno scenario a «valvola di faglia». In questo quadro, una faglia di basamento dolcemente curvata agisce come una copertura, intrappolando fluidi profondi appena sopra il livello in cui le rocce calde iniziano a deformarsi in modo più plastico. Col tempo la pressione aumenta finché l’intersezione con la faglia più ripida non si apre improvvisamente, come una valvola, permettendo ai fluidi di salire nella rete di fratture sovrastante. Mentre i fluidi scorrono, innescano sciami di piccoli terremoti lungo le faglie ramificate. Poi, quando le fratture si richiudono o le pressioni calano, il sistema si calma fino al prossimo accumulo.

Cosa significa per i terremoti futuri

Questo studio mostra che anche nel cuore di una placca tettonica, lontano dai margini, i fluidi profondi possono risvegliare faglie antiche e produrre scuotimenti intensi ma prevalentemente di moderata entità. Collegando i modelli dei terremoti, la struttura delle rocce e i segnali geochimici, gli autori dimostrano che la sovrapressione dei fluidi è stata il principale motore dello sciame di Changdao 2017, più che terremoti lontani o il semplice carico tettonico costante. Per le regioni con faglie sepolte e sistemi fluidi attivi — specialmente dove si estraggono o immagazzinano fluidi nel sottosuolo — questo lavoro offre un quadro per riconoscere le impronte della sismicità indotta da fluidi e per valutare meglio i pericoli sismici nascosti sotto paesaggi apparentemente stabili.

Citazione: Wang, P., Wang, B., Peng, Z. et al. Reactivation of basement faults by deep fluids during the 2017 Changdao earthquake swarm, Eastern China. Commun Earth Environ 7, 207 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03228-1

Parole chiave: sciami sismici, fluidi profondi della crosta, riattivazione di faglie, sismicità intraplacca, serbatoi ricchi di CO2