Si tratta, spiega una nota Ingv, “del primo studio di tomografia sismica che integra la microsismicità avvenuta ai Campi Flegrei nell’arco di quarant’anni, dal 1982 al 2022. I ricercatori hanno utilizzato una tecnica basata su un approccio probabilistico non lineare alla risoluzione del problema tomografico, analizzando il rapporto tra la velocità delle cosiddette onde P (prime o di pressione) e il loro rapporto con le cosiddette onde S (seconde o di taglio)”. Questo metodo innovativo ha permesso di “far luce sulle caratteristiche della velocità crostale fino alla profondità di 6 km, dove le tradizionali tecniche linearizzate hanno sempre mostrato limiti di risoluzione. L’uso di questo metodo, inoltre, ha permesso di individuare per la prima volta tre principali zone di accumulo di materiale magmatico sotto l’area risorgente, corrispondenti alle sorgenti delle deformazioni bradisismiche. Mentre i serbatoi centrali, localizzati a 2.5 e 3.5 km di profondità, rivelano un accumulo prevalente di fluidi in sovrapressione, il serbatoio più profondo, localizzato a 5 km, mostra valori di velocità coerenti con un accumulo di magma”. Importante elemento innovativo del metodo studiato, sottolineano dall’Istituto, “è la possibilità di individuare le principali variazioni nel tempo delle anomalie di velocità e, quindi, dell’evoluzione delle zone di accumulo di materiale magmatico. Ciò è stato possibile grazie all’intuizione del team di ricercatori che ha sviluppato in maniera pionieristica il metodo di tomografia sismica in 4 dimensioni (spazio e tempo)”.

I risultati mostrano che i due episodi analizzati di “unrest del 1982-1984 e dal 2005 al 2022, seppur coinvolgendo volumi differenti, sono stati entrambi caratterizzati da episodi di risalita e di accumulo nella zona centrale prevalentemente di gas magmatici in sovrappressione e in profondità di magma, suggerendo che entrambi questi processi svolgono un ruolo importante nell’indurre l’unrest calderico”. Questo tipo di approccio, sottolineano e concludo dall’Ingv, “può rivelarsi un utile strumento per monitorare nel tempo l’evoluzione del sistema di alimentazione magmatica della caldera e la volontà dei ricercatori è di estendere quanto prima il modello probabilistico anche agli anni successivi al 2022”.

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L’Osservatorio Vesuviano ha individuato finora 35 scosse, con la più potente registrata alle 3:47 di magnitudo 3.2. L’epicentro era situato nella zona della Solfatara, a una profondità di circa due chilometri. Alle 5:53, un’altra scossa di magnitudo 2.9 ha avuto epicentro vicino alla Solfatara, a un chilometro di profondità. Questo sciame sismico, in seguito ai recenti movimenti tellurici nella regione, continua a tenere alta la vigilanza della popolazione locale e spinge gli esperti a monitorare attentamente l’attività sismica e vulcanica dell’area.

Lo sciame sismico è stato percepito dalla popolazione nei comuni flegrei di Pozzuoli e Bacoli, così come nei quartieri occidentali di Napoli, tra cui Bagnoli e Fuorigrotta. Le scosse hanno provocato preoccupazione tra i residenti, dato che la zona è altamente sensibile per la sua attività sismica e vulcanica. Nonostante ciò, il Dipartimento della Protezione Civile non ha segnalato danni significativi, continuando a monitorare la situazione attentamente per garantire la sicurezza dei residenti.

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La popolazione residente nei dintorni dell’epicentro ha avvertito chiaramente la scossa, coinvolgendo i comuni di Volla, San Giorgio a Cremano, Ponticelli, Portici, Secondigliano e vari quartieri di Napoli. L’epicentro è stato localizzato tra Volla e Cercola, a una profondità di 3 km.

La scossa ha causato preoccupazione e tensione tra i residenti, anche se al momento non sono stati riportati danni gravi o feriti. Tuttavia, l’evento ha rappresentato un ulteriore richiamo all’attenzione sulla sismicità della zona del Vesuvio e sulla necessità di essere preparati per eventuali futuri eventi sismici.

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“Una prima ipotesi”, afferma Thomas Braun, uno degli autori della ricerca, “nata dall’osservazione di un segnale sismico sospetto, e’ stata quella che tale segnale fosse dato dall’impatto della valanga stessa con l’albergo. Un’analisi piu’ approfondita ha rivelato, invece, l’esistenza di tre distinte fasi sismiche, che potevano sostenere una seconda l’ipotesi, quella che la valanga si fosse propagata verso valle in tre fasi consecutive. Per giungere a questi risultati come prima cosa abbiamo ristretto la finestra temporale in cui e’ avvenuta la valanga”, spiega Thomas Braun, “Per fare cio’ ci siamo basati sulla cronologia e sul contenuto delle chiamate e dei messaggi di emergenza inviati dall’hotel. Alle 15:30 (orari UTC) e’ avvenuta l’ultima chiamata dalla struttura mentre alle 15:54 c’e’ stato un tentativo di invio di un messaggio WhatsApp di richiesta di aiuto da una persona rimasta bloccata dalla neve. Abbiamo dedotto che la valanga e’ avvenuta in questa finestra temporale di 24 minuti. Successivamente abbiamo cercato dei segnali sismici ipoteticamente generati dalla valanga. In quel periodo eravamo nel pieno della sequenza sismica dell’Italia centrale, con epicentri a circa 45 km a ovest di Rigopiano. Analizzando i segnali registrati dalle stazioni sismiche, abbiamo notato che la stazione GIGS posizionata sotto il Gran Sasso, aveva registrato un segnale anomalo nei 24 minuti identificati come finestra temporale del distacco della valanga. Di questo segnale”, prosegue il ricercatore, “abbiamo poi studiato il contenuto spettrale e la direzione di provenienza osservando cosi’ tre distinte fasi sismiche avvenute a distanza di pochi secondi. La domanda decisiva che nasce da tale osservazione e’ come una valanga, che si muove in superficie, possa trasmettere energia sismica nel sottosuolo.

Sulla base della topografia del luogo, tenendo conto della tipologia, della temperatura e dell’umidita’ della neve, sono state eseguite centinaia di modellazioni numeriche per ricostruire il tragitto e la dinamica della valanga, che hanno fornito risposta al quesito: lungo la traiettoria della valanga esistono tre punti dove il “momento”, dato dal prodotto altezza per velocita’ della valanga, diventa massimale. Questi punti corrispondono al passaggio della valanga nel canyon, esattamente, all’entrata, e alle due successive deflessioni. Il lavoro appena pubblicato ha quindi permesso di sincronizzare le modellazioni con le osservazioni e di stimare i tempi dell’evento. “La ricostruzione dell’evento”, aggiunge Thomas Braun, “ha evidenziato che la valanga nella discesa verso valle ha percorso in tutto 2400 metri e ha travolto alberi e rocce, cambiando massa con incremento continuo del proprio peso specifico. Oggi sappiamo che la velocita’ con cui la valanga ha colpito l’albergo e’ stata di 28 metri al secondo, quasi 100 km orari. I ricercatori dell’Universita’ di Monaco hanno calcolato dei sismogrammi teorici che – comparati con il segnale registrato alla stazione GIGS – trovano maggiore coerenza se si assume che il segnale sismico fosse stato generato durante il passaggio della valanga nel canyon. I ricercatori del Politecnico di Torino, invece, hanno studiato in dettaglio, dal punto di vista ingegneristico, l’impatto, il collasso e la dislocazione dell’edificio principale dell’hotel e, insieme con il WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF di Davos, hanno indagato sulla dinamica della valanga analizzando la topografia del pendio prima e dopo l’evento. “Attraverso le nostre analisi”, conclude il ricercatore, “e’ stato possibile determinare anche l’esatto orario in cui si e’ generata la valanga e quello in cui e’ stato colpito l’hotel. Applicando questa metodologia multidisciplinare, si puo’ quindi immaginare un potenziale uso della rete di stazioni sismiche, appositamente configurata per i territori montani, per monitorare valanghe in luoghi remoti e impervi, utile per una piu’ completa comprensione del fenomeno”.

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“ET consentira’ agli scienziati di rivelare eventi di coalescenza di due buchi neri di massa media nell’intero universo contribuendo alla comprensione della sua evoluzione- spiega Michele Punturo, responsabile internazionale del progetto- e consentira’ di vedere sotto una nuova luce l’universo oscuro chiarendo quali ruoli giochino l’energia e la materia oscura nella struttura dell’universo”. ET esplorera’ in dettaglio la fisica dei buchi neri. Questi corpi celesti, caratterizzati da un campo gravitazionale di intensita’ estrema e la cui esistenza e’ predetta dalla relativita’ generale di Albert Einstein, ma per questo sono anche il luogo dove cercare di osservare fenomeni non predicibili da questa teoria, aprendo nuovi capitoli della Fisica. ET rilevera’ migliaia di eventi di coalescenze di stelle di neutroni binarie all’anno migliorando la nostra comprensione del comportamento della materia in condizioni estreme di densita’ e pressione, impossibili da riprodurre in qualsiasi laboratorio. Inoltre, potremo avere la possibilita’ di studiare la fisica nucleare che domina le esplosioni delle supernove. “Si tratta di un progetto molto ambizioso, che apre prospettive di follow-up nello spettro elettromagnetico a tutte le lunghezze d’onda, in cui l’INAF, con le sue avanzate infrastrutture da terra e il suo coinvolgimento in prestigiose missioni spaziali, dara’ un contributo di portata storica” afferma Nichi D’Amico, Presidente dell’INAF e Professore Ordinario a Cagliari. “Il progetto- prosegue D’Amico- vede come territorio ospite la Sardegna, una regione che gia’ ha dato prova della sua determinazione nel facilitare e sostenere l’insediamento nell’Isola delle nostre Infrastrutture scientifiche; l’Ateneo di Cagliari e’ gia’ coinvolto in progetti di avanguardia dell’astrofisica moderna, e possiede al suo interno expertise di fisica e ingegneria, che trovano pieno riscontro nelle tematiche scientifiche e tecnologiche che nell’Einstein Telescope rappresentano una vera sfida. L’iniziativa – conclude D’Amico – vede istituzioni scientifiche e accademiche non solo di alto profilo, ma gia’ radicate in un territorio che manifesta una evidente volonta’ di investire nella scienza e nella cultura”.

ET sara’ installato in una nuova infrastruttura e utilizzera’ tecnologie molto avanzate e innovative e lo renderanno almeno dieci volte piu’ sensibile nella rilevazione di onde gravitazionali rispetto agli strumenti attuali, gli interferometri per onde gravitazionali di seconda generazione Advanced Virgo, che si trova in Italia, all’osservatorio EGO European Gravitational Observatory gestito dall’INFN e dal CNRS francese, e i due LIGO negli Stati Uniti. Per questo ET, ricoprira’ un ruolo unico e fondamentale nell’ambito dell’astronomia multimessaggera. L’eccezionale scoperta del 17 agosto 2017, con l’osservazione di onde gravitazionali e di radiazione elettromagnetica emesse dalla stessa sorgente, ha aperto una finestra su questo nuovo campo scientifico che verra’ pienamente esplorato da ET insieme alla nuova generazione di telescopi per la rivelazione di onde elettromagnetiche da terra e dallo spazio nei quali INAF e’ coinvolto direttamente, come ELT, SKA, CTA, Vera Rubin Telescope, ATHENA, THESEUS, per citarne alcuni. Per operare al meglio delle sue potenzialita’, l’osservatorio ET dovra’ essere realizzato in un’area geologicamente stabile e scarsamente abitata; le vibrazioni del suolo di origine sia artificiale (traffico di veicoli, attivita’ industriali) che naturale (terremoti) possono infatti mascherare il debole segnale generato dal passaggio di un’onda gravitazionale. Dal marzo 2019 l’INGV ha installato, in collaborazione con l’INFN e Sapienza – Universita’ di Roma, alcune stazioni sismiche presso la miniera dismessa di Sos Enattos (nel comune di Lula, in provincia di Nuoro) che potrebbe ospitare uno dei vertici del futuro osservatorio. I primi risultati, in corso di pubblicazione sulla rivista “Seismological Research Letters”, indicano che Sos Enattos e’ caratterizzato da un rumore sismico estremamente ridotto, tanto da collocarsi tra le 50 installazioni piu’ “silenziose” al mondo.

“L’INGV sta contribuendo nella scelta dell’area piu’ idonea per l’infrastruttura che rappresentera’ anche una grande opportunita’ di misure del funzionamento della Terra, delle sue oscillazioni continue, della sua struttura interna, degli effetti astronomici che la deformano quotidianamente” affermano Carlo Doglioni e Gilberto Saccorotti, rispettivamente presidente e consigliere dell’INGV. Il nuovo rivelatore gravitazionale e’ una occasione di sviluppo unica nel suo genere: si tratta di un investimento infrastrutturale di almeno un miliardo e mezzo di euro. In fase di costruzione portera’ lavoro a piu’ di 2500 persone in un territorio poco popolato; sul lungo termine sara’ un grande polo scientifico di valore internazionale, destinato ad attrarre nuove risorse da investire alla frontiera della scienza e della tecnologia nuove, un motore di sviluppo e di crescita culturale per la Sardegna e per l’Europa intera. “Il coinvolgimento dell’Universita’ di Cagliari e’ una nuova dimostrazione delle politiche che l’Ateneo cagliaritano porta avanti- dichiara il Rettore Maria Del Zompo- La cultura e’ la base dell’innovazione, a sua volta fondamento della crescita economica. Le eccellenze presenti nell’Universita’ di Cagliari nel campo della fisica, dell’ingegneria mineraria, energetica ed elettronica, dell’informatica, della geologia e delle telecomunicazioni rendono il contributo dell’Ateneo non solo di conoscenza, ma anche di competenza, e sara’ sbocco naturale per i nostri studenti, dottorandi e ricercatori contribuendo a rafforzare la candidatura italiana. L’innovazione e’ il risultato di un percorso in cui la conoscenza aumenta di valore nel tempo fondandosi sulle scoperte del passato che diventano la base delle conoscenze future: l’esempio sono le miniere. Poter utilizzare una realta’ del passato della Sardegna come base per lo sviluppo del futuro dimostra l’importanza della cultura universitaria, perche’ sono piu’ solide le basi di chi costruisce sul passato rispetto a chi si limita solo al presente, anche in realizzazioni come questa che negli anni supereranno l’attuale stato dell’arte”.

“ET e’ un’impresa scientifica e tecnologica di rilevanza globale, ed esprimo quindi tutta la mia soddisfazione per questo primo traguardo, che e’ stato possibile raggiungere grazie in primo luogo all’impegno dell’Universita’ di Sassari, dell’INFN e di tutti gli enti scientifici coinvolti” commenta il Rettore dell’Ateneo di Sassari Massimo Carpinelli. “Ora ci auguriamo che il nostro grande progetto venga incluso nella prossima Roadmap di ESFRI e che possa essere ospitato in Sardegna. La presenza di un centro di ricerca di prima grandezza in territorio sardo apre prospettive di eccezionale rilevanza per lo sviluppo della Regione e per il futuro di tutti i giovani sardi”, conclude Carpinelli. Il secondo sito in fase di valutazione per la realizzazione dell’infrastruttura ET e’ l’Euregio Meuse-Reno, ai confini di Belgio, Germania e Paesi Bassi. La decisione sulla futura localizzazione di ET sara’ presa entro i prossimi 5 anni.

Foto: Rappresentazione artistica del futuro Einstein Telescope. Crediti: ET steering committee

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“Questa esperienza e’ stata particolarmente importante”, spiega Carlo Doglioni, presidente dell’INGV, “giacche’ la ricerca scientifica e’ stata letteralmente “applicata” al territorio, traducendo in una forma comprensibile alcune attivita’ di studio estremamente complesse e condotte dall’INGV, offrendole a tutta la popolazione con risvolti di grande utilita’ pubblica”. Si tratta di “un risultato importante ed imprescindibile per la Struttura Commissariale e per le popolazioni terremotate, poiche’ consente di procedere rapidamente ed in sicurezza alla ricostruzione del territorio interessato dal sisma”, aggiunge il Commissario Salvatore Scalia. “Le persone sono consapevoli della pericolosita’ geo-vulcanologica e sismica dell’Etna, ma il sisma del 26 dicembre 2018, diversamente da altri eventi del passato, ha prodotto anche una vistosa “fagliazione superficiale” del territorio che e’ stato possibile mappare con precisione, delle vere e proprie spaccature del terreno che si sono propagate anche nelle aree urbanizzate, danneggiandole gravemente”, prosegue Marco Neri. In questi casi, quindi, per una ottimale gestione del territorio si deve tener conto non soltanto dello “scuotimento” generato dal sisma ma, altresi’, considerare l’esistenza delle fratture superficiali che hanno prodotto una deformazione permanente del suolo e che condizionano, quindi, le scelte da operare nella pianificazione della ricostruzione.

Per la migliore conoscenza e diffusione possibile dei risultati raggiunti dall’importante lavoro, segnala INGV, la mappa e’ stata pubblicata sul sito del Commissario ed alcuni contenuti sono stati digitalizzati, semplificati e resi disponibili anche attraverso un’applicazione WebGIS, ovvero mediante una elaborazione grafica di immediata comprensione e facilmente accessibile attraverso qualunque supporto informatico, compreso i comuni smartphone. Il WebGIS permette di “navigare” sul territorio scegliendo tra diversi tipi di visualizzazione geografica, evidenziando le faglie e le zone pericolose ed individuando la posizione di un determinato sito di interesse, come la propria casa, semplicemente digitando il suo indirizzo nell’apposita casella dell’applicazione. La mappa interattiva sara’ eventualmente aggiornata man mano che verranno acquisite le ulteriori risultanze delle indagini geologiche e geofisiche previste dal Commissario per ogni singola istanza di contributo per la ricostruzione. “La mappa risulta quindi importante sia per la gestione dell’attuale fase di ricostruzione delle zone terremotate, sia per la pianificazione territoriale futura dei siti interessati”, conclude il Commissario Salvatore Scalia.

Link alle Mappe delle microzone omogenee delle faglie attive e capaci (FAC):
https://commissariosismaareaetnea.it/ente/mappe-delle-microzone-omogenee-delle-faglie-attive-e-capaci-fac/

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“Questo lavoro”, spiega Michele Carafa, autore della ricerca, “nasce durante la mia permanenza all’UCLA e si e’ sviluppato nell’ambito del ‘FIRB Abruzzo’, un importante progetto finanziato dal MIUR tra il 2011 e il 2016 e denominato ‘Indagini ad alta risoluzione per la stima della pericolosita’` e del rischio sismico nelle aree colpite dal terremoto del 6 aprile 2009′. A mia memoria”, continua Carafa, “questa e’ la prima ricerca a livello europeo che mira esplicitamente a determinare lo slip rate di tutte le faglie attive presenti in un’importante area sismica, usando congiuntamente informazioni di diversa natura attualmente disponibili nel campo delle geoscienze, come i dati GPS e quelli che descrivono l’orientazione del campo dello sforzo in un materiale viscoelastico, quale e’ la crosta terreste. Esistono diverse tecniche per determinare lo slip rate di lungo termine: quella piu’ semplice da spiegare si basa sul riconoscimento degli strati di roccia vecchi anche centinaia di migliaia di anni, posti ad altitudini differenti spesso anche centinaia di metri. Secondo una visione geologica classica, questi strati si trovavano inizialmente alla stessa quota, ed e’ ipotizzabile che l’attuale differenza topografica sia principalmente il risultato dei ripetuti terremoti avvenuti in tempi successivi lungo la faglia in esame, spesso determinabili con tecniche piu’ o meno complesse”.

Ed e’ stato “esattamente questo l’obiettivo del nostro gruppo di ricerca” prosegue Michele Carafa, autore della ricerca, “avere dei primi dati per capire se, nell’arco degli ultimi 15-20 anni per i quali esistono misure geodetiche accurate, il comportamento del volume di roccia adiacente alla faglia sia compatibile con le stime disponibili di slip rate di lungo termine, ovvero quelle basate su metodi geologici. La risposta e’ stata sostanzialmente positiva: le stime di breve e lungo termine sono risultate congruenti fra loro. Questo risultato ci permettera’ di capire e stimare meglio le forze responsabili dell’evoluzione tettonica degli Appennini e, quindi, in prospettiva di valutare con maggior accuratezza la pericolosita’ sismica della regione. Guardando indietro, posso dire che questa e’ stata veramente una bella sfida scientifica. Da un lato, i ricercatori esperti in geodesia del nostro team hanno raccolto tutte le informazioni necessarie per definire lo spostamento medio annuo di ciascuna delle stazioni GNSS distribuite nell’area di studio tra i vari accadimenti sismici, dall’altro, i ricercatori esperti in tettonica attiva hanno esaminato nel dettaglio la letteratura scientifica al fine di identificare le faglie comunemente accettate come attive. Infine, i modellisti hanno sintetizzato le informazioni ottenute dai due gruppi per giungere, utilizzando un metodo decisamente sofisticato, a calcolare lo slip rate medio di ciascuna faglia”. Per rafforzare il risultato “abbiamo analizzato il dataset geodetico insieme a quello del campo dello sforzo attivo, disponibile nel database IPSI (Italian Present-day Stress Indicators), un altro prodotto sviluppato completamente dall’INGV”, prosegue il coordinatore della ricerca. “I risultati ottenuti, frutto delle nostre competenze, rappresentano solo un primo passo, e come tale possono essere affetti da incertezze che potranno essere superate continuando a lavorare in ciascuna delle tre aree in gioco: quella geodetica, quella geologica e quella modellistica”.

Se il primo step dello studio e’ frutto esclusivamente delle competenze dell’INGV, ben indirizzate dall’esperienza del collega Peter Bird della UCLA, gli sviluppi di questa ricerca, finalizzati ad una migliore comprensione dell’evoluzione geologica dell’area, vedranno le collaborazioni scientifiche con l’Universita’ degli Studi dell’Aquila e con il Gran Sasso Science Institute (GSSI). “Il metodo utilizzato per questa ricerca”, conclude Michele Carafa, autore della ricerca, “e’ del tutto innovativo e richiede interazione con ulteriori competenze quali, ad esempio, quelle matematiche ed informatiche. C’e’ tanto da fare, ma integrare diverse competenze e’ stata una scelta vincente e ritengo sia sicuramente la strada da seguire per rendere questo tipo di ricerca utile per la collettivita’. Al riguardo, ci lusinga che la stessa Regione Abruzzo si sia mostrata da subito estremamente interessata a questa ricerca aggiungendo alla rete geodetica regionale – sotto la nostra supervisione scientifica – nuove stazioni GNSS collocate in siti strategici, proprio per poter migliorare il nostro modello”.

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