EQL E PRECURSORI SISMICI: F. FREUND SUL MODELLO DEI “P-HOLES”

Il 24 novembre 2007 un post su questo blog aveva presentato alcuni sviluppi del dibattito sul cosiddetto modello dei p-holes, che il geofisico Friedemann T. Freund ha offerto per spiegare i precursori sismici ed altri fenomeni legati ai terremoti tra i quali le luci sismiche (EQL), oltre a vari fenomeni di ionizzazione dell’aria vicina al suolo.

Quest’autunno Freund ha pubblicato un nuovo lavoro, uscito in due parti sulla rivista Natural Hazards and Earth System Sciences.

Si tratta di ”Pre-earthquake signals Part I: Deviatoric stresses turn rocks into a source of electric currents”, apparso sul numero del 13 settembre 2007 del vol. 7, alle pp. 535-541 e di “Pre-earthquake signals Part II: Flow of battery currents in the crust”, pubblicato nella stessa edizione della rivista ma alle pp. 543-548.

Potete recuperare le due parti agli url qui di seguito:

http://www.nat-hazards-earth-syst-sci.net/7/535/2007/nhess-7-535-2007.pdf

http://www.nat-hazards-earth-syst-sci.net/7/543/2007/nhess-7-543-2007.pdf

Negli interventi Freund spiega che fino a poco tempo fa una delle maggiori difficoltà nell’accettazione da parte della comunità scientifica dell’esistenza di precursori sismici identificabili ed almeno potenzialmente utilizzabili a fini previsionali era costituita dalla scarsa comprensione dei processi fisici sottostanti.

Ad avviso dell’Autore per cambiare prospettiva è stata fondamentale la scoperta che quando le rocce ignee o ad alto grado di metamorfismo sono sottoposte a sollecitazione differenziale si attivano i portatori dormienti di cariche elettroniche, in concreto rappresentati da elettroni o da elettroni in difetto.

L’attivazione aumenta la densità dei portatori di carica mobili presenti nelle rocce e di conseguenza la loro conducibilità elettrica. Gli elettroni in difetto sono associati al subreticolo degli anioni dell’ossigeno e sono detti “lacune positive” (positive holes) o, in breve, p-holes.
Il limite geologico tra rocce sollecitate e non sollecitate agisce come una barriera di potenziale che permette il passaggio dei p-holes ma impedisce quello degli elettroni. In questo modo, come avviene per gli ioni e gli elettroni in una batteria elettrochimica, gli elettroni attivati dalle sollecitazioni ed i p-holes presenti in queste “batterie a pietra” sono costretti a scorrere in direzioni diverse. Quando il circuito è chiuso, la corrente della batteria scorre.

Per Freund la scoperta delle correnti attivate nelle rocce crostali da queste sollecitazioni differenziali ha conseguenze importantissime per la ricerca sui segnali pre-sismici e per la modellazione di fenomeni luminosi in atmosfera quali le EQL.

Il geofisico descrive due situazioni diverse:

1) i p-holes si diffondono da un volume di rocce sollecitate a delle rocce circostanti non sollecitate. Ciò dovrebbe condurre ad avere cariche positive in superficie, disseminate in una zona assai vasta intorno al futuro epicentro sismico, a perturbazioni ionosferiche, alla stimolazione di emissioni IR dal suolo, ad una ionizzazione dell’aria vicina al suolo e dunque a fenomeni luminosi di vario aspetto, alla formazione delle cosiddette nubi sismiche e a vari altri fenomeni descritti come precursori dei terremoti;
2) p-holes ed elettroni fluiscono da un volume di rocce sollecitate secondo percorsi diversi, in senso obliquo negli strati superiori della crosta relativamente freddi e verso il basso negli strati inferiori della crosta, più caldi.

Secondo Freund si tratta di una situazione che si verifica negli strati più avanzati del processo di generazione sismico, ed essa è necessaria perché il circuito di questa grande batteria naturale si chiuda e perché le correnti elettriche transitorie possano fluire. Se queste correnti si manifestano “a raffica”, esse conducono all’emissione di radiazioni EM a bassa frequenza.

In conclusione, per Freund comprendere i modi in cui i portatori di cariche elettroniche presenti nelle rocce sono attivati dalle sollecitazioni e dei modi in cui fluiscono e si diffondono potrebbe rivelarsi la chiave per decifrare una vasta gamma di segnali pre-sismici.