Sono passati cinque anni dal terribile terremoto del 6 aprile 2009 avvenuto nella zona aquilana e proseguono senza sosta gli studi scientifici da parte dei ricercatori dell’INGV (Istitituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) con l’obiettivo di comprendere sempre meglio i meccanismi alla base dei terremoti e definire la pericolosità dell’area. Le ricerche dell’INGV, anche quelle che non sembrano avere ricadute immediate sulla riduzione del rischio sismico, contribuiscono a costruire, passo dopo passo, una maggiore conoscenza della Terra e dei processi deformativi che portano ai terremoti e ad aumentare la consapevolezza del fenomeno terremoto.

Introduzione

In quest’ottica a giugno 2013 è stata inaugurata la nuova sede INGV a L’Aquila e sono stati presentati i primi risultati del Progetto FIRB Abruzzo, frutto di un Accordo di Programma tra il Miur, la Regione Abruzzo e l’INGV. In questo speciale dedicato al terremoto de L’Aquila i ricercatori riassumono alcune delle ricerche in corso, concentrandosi sugli aspetti della sismicità di questi anni, dell’identificazione, in superficie e in profondità, delle faglie attive e della risposta della geologia locale allo scuotimento sismico.

Analisi della Sismicità

Tra gennaio e dicembre 2009 le reti sismiche INGV hanno registrato alcune decine di migliaia di terremoti nell’aquilano e grazie al catalogo di localizzazioni ad alta precisione è stata ricostruita con estremo dettaglio la geometria del sistema di faglie che si è attivato durante la sequenza sismica. Tale catalogo, composto da più di 64 mila eventi sismici registrati nel 2009 da circa 70 stazioni sismiche è il più completo mai ottenuto per un terremoto di magnitudo moderata (i.e., M6) su faglie normali. Il catalogo è stato infatti ottenuto utilizzando procedure innovative di analisi automatica delle forme d’onda registrate per l’individuazione dei tempi di arrivo delle onde P ed S e per la localizzazione automatica ad alta precisione, con errori di localizzazione degli eventi estremamente piccoli, inferiori ai 50-100 m.

Rilievi LiDAR e uso del territorio

A partire dal terremoto del 6 aprile 2009 è stata realizzata una enorme quantità di studi volti a conoscere meglio il territorio abruzzese e i terremoti che lo hanno colpito in passato e che lo potrebbero colpire in futuro, anche grazie al Progetto FIRB Abruzzo. Per la definizione delle faglie attive, oltre agli studi tradizionali che consistono nell’analisi di foto aeree, immagini da satellite e rilievi geologici sul terreno, nell’area colpita dal terremoto del 6 aprile è stato usato, per la prima volta in Italia, un modello digitale del terreno (topografia) ad altissima risoluzione ottenuto da LiDAR aereo, risultato di rilievi tra il 2009 e il 2013.

Il terremoto del 2009 ci ha insegnato che queste faglie attive, pur non essendo individualmente sismogenetiche, possono produrre effetti di danneggiamento aggiuntivi a quelli prodotti dal passaggio delle onde sismiche. Infatti anche pochi centimetri di rimobilizzazione del piano di faglia in superficie possono produrre localmente danni strutturali. Proprio per questo la conoscenza delle tracce delle faglie attive, anche se minori, ha un impatto importante per la pianificazione dell’uso del territorio, attività di prevenzione e ripristino.

Effetti di sito e propagazione delle onde

Gli effetti di danneggiamento prodotti da un terremoto sulle costruzioni dipendono non soltanto dalla grandezza (magnitudo) dell’evento e dalla sua distanza ma, in modo anche molto sensibile, dalle caratteristiche degli strati più superficiali del terreno. In particolare se gli edifici sono costruiti in zone caratterizzate da coperture di terreni sedimentari di natura non rocciosa si possono osservare fenomeni di amplificazione del moto del suolo in grado di provocare un aumento del livello di danneggiamento. Gli effetti di amplificazione possono quindi presentare una notevole variabilità spaziale che sarà tanto più elevata quanto maggiore sarà la variabilità delle caratteristiche dei terreni.

Questo video mostra la simulazione della propagazione delle onde sismiche generate dal terremoto del 6 aprile 2009 sulla superficie terrestre. L’analisi della differenze tra i sismogrammi prodotti da queste simulazioni e quelli misurati nella realtà offrono informazioni cruciali non solo per la determinazione della sorgente sismica e delle caratteristiche del sottosuolo, ma anche per la previsione dello scuotimento del suolo prodotto da ipotetici eventi sismici.

Le onde di colore blu indicano che il suolo si sta muovendo velocemente verso il basso, quelle di colore rosso-giallo indicano che il suolo si sta muovendo verso l’alto. Ogni secondo dell’animazione rappresenta un secondo in tempo reale. La velocità e l’ampiezza delle onde sismiche dipendono dalle caratteristiche della sorgente sismica, dal tipo di suolo che attraversano e anche dalla topografia. Esse, quindi, non si propagano in maniera uniforme nello spazio e luoghi posti alla stessa distanza dall’epicentro risentono del terremoto in maniera completamente diversa.

L’animazione è generata attraverso una simulazione da supercomputer che permettono di eseguire calcoli in parallelo. Per questa simulazione (relativamente piccola) sono stati utilizzati 256 processori, per un totale di 10.000 minuti di tempo di calcolo e 512 GB di memoria. Attraverso lo studio delle onde sismiche registrate dagli accelerometri e dalle stazioni GPS è stato costruito un modello tridimensionale della regione interessata è stata simulata la propagazione delle onde sismiche tenendo conto della risposta sismica locale come l’amplificazione delle onde nei bacini alluvionali (terreni soffici) e l’aumento di velocità delle onde in terreni rocciosi. Le equazioni sono risolte attraverso il software SPECFEM3D , al cui sviluppo collaborano ricercatori INGV. I sismogrammi e l’evoluzione dei valori della velocità del suolo sulla superficie terrestre sono visualizzati attraverso Paraview (www.paraview.org).

Conclusioni

La comunità scientifica italiana porterà avanti ancora studi e ricerche che contribuiranno a comprendere sempre meglio i meccanismi alla base dei terremoti e a definire la pericolosità del territorio italiano, ma sopratutto cercherà di spronare, con i propri risultati e il proprio impegno, la società a sviluppare una cultura della prevenzione sempre più efficace.

Con il contributo di Luisa Valoroso, Paola Bordoni, Giuliano Milana, Emanuele Casarotti, Federica Magnoni, Daniela Pantosti e Riccardo Civico, INGV.