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I “raggi cosmici” per rilevare gli tsunami. Docente Unict tra gli autori della ricerca

Lo studio a cui ha partecipato il docente dell'università di Catania, guidato dall'Università di Tokyo, permette di misurare le oscillazioni del livello del mare che si verificano nelle baie

Un meteo-tsunami associato al sedicesimo tifone giapponese del 2021, durante il suo passaggio vicino alla baia di Tokyo, è stato rilevato con successo per la prima volta con l’array muografico sottomarino “Hyper KiloMetric Submarine Deep Detector – HKMSDD”. Sono i risultati di uno studio che per la prima volta ha applicato la tecnica della muografia alle osservazioni di fenomeni oceanografici. Proprio l’Organizzazione internazionale per la ricerca sulla muografia dell’Università di Tokyo (Muographix) sta completando l’installazione del primo array muografico sottomarino al mondo, cominciata nel 2021 e da allora in funzione ininterrottamente.

I dettagli dello studio

“HKMSDD utilizza la tecnica della muografia che è simile in linea di principio alle immagini a raggi X in quanto può essere utilizzata per l’imaging interno non invasivo e utilizza le caratteristiche del muone dei raggi cosmici per fungere da sonda”, spiega il professor Domenico Lo Presti, associato di Fisica sperimentale del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Catania e ricercatore associato alla sezione catanese dell’Infn. “È stato dimostrato con successo che la muografia è un metodo pratico per visualizzare le strutture interne di corpi terrestri grandi e solidi come vulcani, reattori nucleari e piramidi. Con questo nuovo sviluppo, il fenomeno oceanografico è stato aggiunto a questo elenco di obiettivi applicabili”.

Cos’è il meteo-tsunami

“Implementando HKMSDD in altri tunnel sottomarini a livello globale, i cicli e i processi dei meteo-tsunami ed altri fenomeni dinamici oceanografici in tutto il mondo possono essere studiati da prospettive diverse e con più dettagli di quanto non fosse disponibile prima”, aggiunge il docente. “I Meteo-tsunami o tsunami meteorologici sono oscillazioni del livello del mare simili a tsunami che si verificano in corpi idrici chiusi o semichiusi, come baie, laghi o canali, con periodi che vanno da minuti a diverse ore”, precisa il docente del Dfa dell’ateneo catanese. “Le caratteristiche temporali e spaziali dei meteo-tsunami e degli tsunami sismici sono simili. Sebbene i meteo-tsunami siano generalmente associati ad esempio a cicloni, sono possibili altre cause come il recente shock aereo associato all’eruzione Hunga Tonga-Hunga Ha’apai del 2022 che ha generato un evento meteo-tsunami globale”.

I segreti della natura

“Ci sono ancora molti misteri sul meteo-tsunami, in particolare sul suo meccanismo e sui suoi cicli”, spiega il prof. Domenico Lo Presti. “Gli array HKMSDD potrebbero fornire nuovi dati in luoghi vulnerabili a questi eventi meteo-tsunami (quasi tutti i porti del mondo sono potenzialmente in questa categoria) che non sono adatti per altri dispositivi di rilevamento, come stazioni mareo-metriche, a un costo relativamente basso in strutture sottomarine preesistenti”.

Gli autori della ricerca

Lo studio – dal titolo “Periodic sea-level oscillation in Tokyo Bay detected with the Tokyo-Bay Seafloor Hyper-Kilometric Submarine Deep Detector (TS-HKMSDD)” e pubblicato di recente sulla rivista internazionale Scientific Reports della portfolio Nature – è stato condotto da una partnership internazionale che vede come capofila l’Università di Tokyo – Institute for Industrial Science, insieme a University of Tokyo Graduate School of Frontier Sciences, l’Università di Tokyo – Atmosphere and Ocean Research Institute, Kyushu University, NEC Corporation, University of Sheffield, Durham University, STFC Boulby Underground Laboratory, Università di Catania, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Università di Salerno, Wigner Research Center for Physics, Atacama University e Oulu University Istituto Kerttu Saalasti.

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