Un’avanzata analisi condotta con strumenti di intelligenza artificiale ha permesso agli scienziati di portare alla luce una miriade di terremoti finora sfuggiti all’osservazione umana, nascosti nel sottosuolo di Yellowstone, una delle aree vulcaniche più sorvegliate e studiate del pianeta. Questo risultato sta ridefinendo il nostro modo di comprendere la dinamica geologica e il comportamento sismico del parco nazionale più antico degli Stati Uniti.
Nel cuore incandescente di Yellowstone
Benché celebre per le sue spettacolari sorgenti termali, geyser e paesaggi mozzafiato, il parco di Yellowstone nasconde nelle sue profondità uno dei sistemi vulcanici più attivi della Terra. Situato tra i confini di Wyoming, Montana e Idaho, questo bacino vulcanico è oggetto da decenni di studio e monitoraggio da parte di scienziati di tutto il mondo.
In uno studio pubblicato il 18 luglio sulla rivista Science Advances, un team guidato da Bing Li, docente presso la Western University, ha collaborato con ricercatori dell’Universidad Industrial de Santander in Colombia e dell’US Geological Survey per applicare algoritmi di apprendimento automatico a un’enorme mole di dati sismici registrati tra il 2008 e il 2022.
Utilizzando queste tecniche innovative, gli studiosi hanno identificato oltre 86.000 terremoti, ossia circa dieci volte il numero di eventi originariamente individuati attraverso l’analisi convenzionale. Un balzo enorme in termini di precisione e capacità di rilevamento.
Cosa si intende per caldera
La cosiddetta caldera di Yellowstone è una vasta conca formatasi a seguito del collasso della superficie terrestre, avvenuto quando la camera magmatica sotterranea si è svuotata dopo un’eruzione gigantesca. A differenza di un cratere vulcanico — prodotto da un’esplosione verso l’alto — la caldera nasce quindi da un cedimento strutturale interno. Questo impressionante bacino geologico copre una parte consistente del Nord-Ovest degli Stati Uniti.
Sciami sismici: un meccanismo complesso
Una delle scoperte più significative riguarda l’individuazione di sciami sismici, ossia gruppi di scosse ravvicinate nello spazio e nel tempo, spesso di magnitudo contenuta, ma fortemente interconnesse. Questi sciami non vanno confusi con le repliche (aftershocks), che invece si verificano dopo un singolo grande evento.
Circa la metà dei terremoti analizzati si inserisce all’interno di questi pattern, che sembrano essere guidati da una dinamica diversa e ancora non completamente compresa. Si sospetta che alla base vi siano movimenti di fluidi idrotermali nel sottosuolo, combinati a improvvise pressioni locali che scatenano microfratture nella crosta terrestre.
Faglie giovani e superfici irregolari
Lo studio rivela che molti degli sciami si verificano lungo faglie strutturalmente immature, ovvero fratture geologiche ancora non ben definite o “lisciate” dall’evoluzione tettonica, come invece accade in regioni più sismicamente attive e consolidate, come la California meridionale.
Attraverso modelli frattali, i ricercatori sono riusciti a misurare la rugosità delle strutture sismiche, attribuendo alle faglie di Yellowstone una natura più irregolare, dove gli eventi si distribuiscono secondo geometrie complesse e auto-simili, simili a quelle che si osservano nei fiocchi di neve, nei broccoli romani o nei rami dei vasi sanguigni.
Una finestra nuova sull’interno della Terra
Secondo quanto affermato da Li, oggi gli studiosi dispongono di un catalogo sismico molto più dettagliato per l’area di Yellowstone, che permette loro di impiegare modelli statistici più sofisticati per studiare in profondità fenomeni prima invisibili. Questa nuova prospettiva consente non solo di riconoscere nuovi sciami, ma anche di analizzare le sequenze spazio-temporali degli eventi, fornendo indizi preziosi sul funzionamento interno del vulcano.
Verso una geotermia più sicura e una comprensione globale
Li, esperto in meccanica delle rocce e terremoti provocati da fluidi, ha sottolineato come le informazioni raccolte possano avere applicazioni anche al di fuori del Nord America. Dall’Islanda al Giappone, passando per le aree vulcaniche dell’America Latina, una migliore comprensione dei modelli sismici potrà contribuire a una gestione più sicura delle aree geotermiche e a un’ottimizzazione delle risorse energetiche.
Il processo che ha portato a questi risultati ha segnato una svolta rispetto al passato. Fino a pochi anni fa, il rilevamento sismico avveniva tramite analisi manuale dei dati da parte di tecnici specializzati, una pratica lenta e dispendiosa. Con l’arrivo del machine learning, i sismologi stanno oggi rivisitando archivi digitali globali, trovando nuove connessioni e ridisegnando la mappa della sismicità terrestre.
Come ha dichiarato lo stesso Li, “se avessimo dovuto analizzare tutti questi dati uno a uno, clic per clic, sarebbe stato impossibile. È semplicemente un compito non scalabile”. Ora invece le tecnologie permettono una lettura approfondita e su larga scala del comportamento sismico, offrendo un nuovo livello di conoscenza.
Creedit “Long-term dynamics of earthquake swarms in the Yellowstone caldera” by Manuel A. Florez, Bing Q. Li, David R. Shelly, Mia V. Angulo and José D. Sanabria-Gómez, 18 July 2025, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.adv6484