An international research team has unraveled the mystery around the long seismic signal recorded a year ago around the planet: it was a huge landslide that affected the Dickson fjord, in the Arctic, generating a gigantic tsunami wave that swayed the waters for days
A huge landslide caused by the collapse of a mountaintop in the remote Dickson Fjord, in northeastern Greenland, in turn, generated a 200-meter-high mega-tsunami that continued to oscillate in the fjord for 9 days, recording a seismic signal around the world never previously observed.
This emerges from the study “A rockslide-generated tsunami in a Greenland fjord rang the Earth for 9 days” just published in the scientific journal ‘Science’, in which 68 scientists from 40 institutions in 15 countries collaborated.
“When we started this scientific adventure, we were all quite perplexed and none of us had the faintest idea of what had caused such a particular seismic signal: we only knew that it was somehow associated with the landslide,” says Kristian Svennevig, of the Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS), first author of the paper. “This was the first landslide and tsunami due to the melting of the ice observed in eastern Greenland, demonstrating that climate change already has a strong impact in that area as well.”
For Italy, the National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV), the University of Catania, and the University of Padua took part in the research.
“Our research began in September 2023, when a mysterious seismic signal lasting 9 days was discovered in recordings from seismic stations installed around the world, from the Arctic to Antarctica,” explains Flavio Cannavò, INGV researcher and co-author of the study. “We immediately noticed, however, that the signal appeared completely different from the seismic signals that are recorded in the event of an earthquake: it contained, in fact, a single frequency of vibration, similar to a monotonous-sounding hum.”
The simultaneous news of a huge tsunami that occurred in the Dickson fjord prompted researchers from numerous research institutions and universities around the world to join forces to try to understand if the two events were somehow connected.
The multidisciplinary team then analyzed seismic and infrasonic data, field measurements, data from the local network of oceanographic sensors, live and satellite images, and numerical simulations of tsunami waves, managing to reconstruct the extraordinary sequence of cascading events triggered in September last year.
“It is extraordinary how, nowadays, it is possible to easily assemble an international team with heterogeneous skills to solve complex problems and be able to explain phenomena that have never been documented in a short time,” explains Andrea Cannata, a researcher at the University of Catania and co-author of the study. “In particular, it was discovered that the landslide that started it all was caused by the collapse inside the fjord of more than 25 million cubic meters of rock and ice, an amount sufficient to fill 10,000 Olympic-sized swimming pools. The collapse, in turn, was caused by the thinning, over the decades, of the ice at the base of the mountain overlooking the fjord, a clear expression of the effects of climate change”.
“The analysis of multidisciplinary data confirmed that the mega-tsunami derived from the landslide was one of the highest ever recorded in recent history, reaching 200 meters of wave inside the fjord. About 70 kilometers away, tsunami waves reached 4 meters in height, damaging a research base on the island of Ella Ø,” adds Piero Poli, a researcher at the University of Padua and co-author of the study. “The movement of such a mass of water was able to generate vibrations across the Earth, with seismic waves radiating from the Arctic to Antarctica, generating an anomalous global seismic signal. This event underlines the importance of creating special seismological data monitoring systems on a global scale, which allow the rapid identification and characterization of new and increasingly frequent signals associated with surface processes, such as landslides and rapid movements of ice or fluids, associated with climate change.”
The simulations carried out by the team of researchers showed that, inside the fjord, the water moved by oscillating back and forth every 90 seconds, exactly the same period of oscillation recorded by the seismic waves. This correspondence indicates how the force of the moving mass of water was able to generate seismic energy propagated in the earth’s crust.
Before losing strength, the oscillating movement lasted 9 days. Never before has such a long-duration seismic wave been recorded, traveling globally and containing a single frequency of vibration.
“It is surprising that what started as a routine check of a Belgian gravitational sensor has turned into a global, multidisciplinary collaboration, with 24/7 online virtual exchanges covering many time zones. In total, more than 8,000 messages were exchanged. Summing up their length, it is more than 1 million typed characters: as much as a 900-page detective novel,” says Thomas Lecocq, of the Royal Observatory of Belgium (ROB) and co-author of the research.
“As is well known, the melting of polar ice, which we have identified as the ‘latent’ cause of the incredible sequence of events recorded in the Dickson Fjord last year, is due to climate change. The rapid acceleration of this phenomenon in recent years requires us to pay increasing attention to the characterization and monitoring of even those regions considered ‘stable’ until a few years ago, as well as to the development of systems capable of providing early warning in the event of landslides and tsunamis,” concludes Flavio Cannavò.
Un team di ricerca internazionale ha svelato il mistero attorno al lungo segnale sismico registrato un anno fa in tutto il pianeta: si è trattato di una enorme frana che ha interessato il fiordo di Dickson, nell’Artico, generando una gigantesca onda di tsunami che ha fatto oscillare le acque per giorni
Una enorme frana causata dal crollo della cima di una montagna nel remoto fiordo di Dickson, nella Groenlandia nord-orientale, ha a sua volta generato un mega-tsunami alto 200 metri che ha continuato a oscillare nel fiordo per 9 giorni, facendo registrare in tutto il mondo un segnale sismico mai osservato in precedenza.
È quanto emerge dallo studio “A rockslide-generated tsunami in a Greenland fjord rang the Earth for 9 days” appena pubblicato sulla rivista scientifica ‘Science’, cui hanno collaborato 68 scienziati provenienti da 40 Istituzioni di 15 Paesi.
“Quando abbiamo iniziato questa avventura scientifica eravamo tutti piuttosto perplessi e nessuno di noi aveva la più pallida idea di cosa avesse causato quel segnale sismico così particolare: sapevamo solo che era in qualche modo associato alla frana”, racconta Kristian Svennevig, del Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS), primo autore dell’articolo. “Si è trattato della prima frana e del primo tsunami dovuti allo scioglimento dei ghiacci osservati nella Groenlandia orientale, a dimostrazione del fatto che i cambiamenti climatici hanno già un forte impatto anche in quella zona”.
Per l’Italia, hanno preso parte alla ricerca l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), l’Università di Catania e l’Università degli Studi di Padova.
“La nostra ricerca è iniziata nel settembre del 2023, quando un misterioso segnale sismico della durata di 9 giorni è stato scoperto nelle registrazioni provenienti da stazioni sismiche installate in tutto il mondo, dall’Artide all’Antartide”, spiega Flavio Cannavò, ricercatore dell’INGV e co-autore dello studio. “Abbiamo subito notato, però, che il segnale appariva completamente diverso dai segnali sismici che vengono registrati in caso di terremoto: conteneva, infatti, una singola frequenza di vibrazione, simile a un ronzio dal suono monotono”.
La contemporanea notizia di un enorme tsunami verificatosi nel fiordo di Dickson ha spinto ricercatori di numerosi Enti di Ricerca e Università in tutto il mondo a unire le forze per cercare di capire se i due eventi fossero in qualche modo collegati.
Il team multidisciplinare ha quindi analizzato dati sismici e infrasonici, misurazioni sul campo, dati della rete locale di sensori oceanografici, immagini dal vivo e da satellite e simulazioni numeriche di onde di tsunami, riuscendo a ricostruire la straordinaria sequenza di avvenimenti a cascata innescata nel settembre dello scorso anno.
“È straordinario come, al giorno d’oggi, sia possibile riunire facilmente un team internazionale con capacità eterogenee per risolvere problemi complessi e riuscire a spiegare fenomeni mai documentati in tempi brevi”, spiega Andrea Cannata, ricercatore dell’Università di Catania e co-autore dello studio. “In particolare, è stato scoperto che la frana che ha dato inizio a tutto è stata causata dal crollo all’interno del fiordo di oltre 25 milioni di metri cubi di roccia e ghiaccio, una quantità sufficiente a riempire 10.000 piscine olimpioniche. Il crollo, a sua volta, è stato causato dall’assottigliamento, avvenuto nel corso dei decenni, del ghiaccio alla base della montagna che sovrastava il fiordo, evidente espressione degli effetti dei cambiamenti climatici”.
“Le analisi dei dati multidisciplinari hanno confermato che il mega-tsunami derivato dalla frana è stato uno dei più alti mai registrati nella storia recente, raggiungendo i 200 metri di onda all’interno del fiordo. A circa 70 chilometri di distanza le onde di tsunami hanno raggiunto i 4 metri di altezza, danneggiando una base di ricerca sull’isola di Ella Ø”, aggiunge Piero Poli, ricercatore dell’Università degli Studi di Padova e co-autore dello studio. “Il movimento di una tale massa di acqua è stato in grado di generare vibrazioni attraverso la Terra, con le onde sismiche che, irradiandosi dall’Artide all’Antartide, hanno generato un anomalo segnale sismico globale. Questo evento sottolinea l’importanza di creare speciali sistemi di monitoraggio dei dati sismologici a scala globale, che permettano la rapida identificazione e caratterizzazione di nuovi e sempre più frequenti segnali associati a processi superficiali, come frane e rapidi movimenti di ghiaccio o fluidi, associati al cambiamento climatico”.
Le simulazioni effettuate dal team di ricercatori hanno mostrato che, all’interno del fiordo, l’acqua si è mossa oscillando avanti e indietro ogni 90 secondi, esattamente lo stesso periodo di oscillazione fatto registrare dalle onde sismiche. Tale corrispondenza indica come la forza della massa d’acqua in movimento sia stata in grado di generare energia sismica propagatasi nella crosta terrestre.
Prima di perdere forza, il movimento oscillatorio è durato 9 giorni. Mai prima d’ora era stata registrata un’onda sismica di così lunga durata, che viaggiasse a livello globale e che contenesse una sola frequenza di vibrazione.
“È sorprendente che quello che era iniziato come un controllo di routine di un sensore gravitazionale belga si sia trasformato in una collaborazione globale e multidisciplinare, con scambi virtuali online 24 ore su 24, 7 giorni su 7, che hanno coperto molti fusi orari. In totale, sono stati scambiati più di 8.000 messaggi. Riassumendo la loro lunghezza, si tratta di oltre 1 milione di caratteri digitati: quanto un romanzo poliziesco di 900 pagine”, chiosa Thomas Lecocq, del Royal Observatory of Belgium (ROB) e co-autore della ricerca.
“Come è noto, lo scioglimento dei ghiacci polari, che abbiamo individuato come causa ‘latente’ dell’incredibile sequenza di eventi registrati nel fiordo di Dickson lo scorso anno, è dovuto al cambiamento climatico. La rapida accelerazione di questo fenomeno negli ultimi anni ci impone una sempre maggiore attenzione verso la caratterizzazione e il monitoraggio anche di quelle regioni considerate ‘stabili’ fino a qualche anno fa, nonché verso lo sviluppo di sistemi in grado di fornire un’allerta precoce in caso di frane e tsunami”, conclude Flavio Cannavò.
