Il nuovo CFTI5Med: navigando tra continuità e innovazione
La sismologia storica in Italia poggia su una lunga tradizione che caratterizza il nostro paese fin dall’epoca medievale. Tra il XII e il XV secolo, seguendo il progressivo sviluppo della città, le amministrazioni pubbliche iniziarono ad affinare il loro rapporto con la proprietà immobiliare privata e a produrre quelle fonti istituzionali che ci consentono oggi di conoscere nel dettaglio gli effetti dei grandi terremoti del passato. Un punto di arrivo di questa tradizione – che è allo stesso tempo anche un punto di partenza tutte i successivi sviluppi della sismologia storica – è senza dubbio il catalogo compilato da Mario Baratta (1901). Con sorprendente lungimiranza Baratta asserì che “Le ricerche sui terremoti antichi, insieme allo studio monografico di ogni singola scossa che viene ai nostri dì a colpire una data regione, servono alla identificazione dei vari centri o radianti di scuotimento“. Baratta elencò oltre 250 centri sismici italiani ben distinti, in media uno ogni 1.200 km2, arrivando a definire la localizzazione dei terremoti storici con una accuratezza che non è stata superata dai dati strumentali se non nella prima metà degli anni ’70. A partire da quegli stessi anni però la sismologia storica ha “cambiato pelle”, ripartendo dalla lezione di Baratta e avviando ricerche che per quantità e qualità dei dati prodotti hanno portato l’Italia all’avanguardia nel mondo in questo settore disciplinare. Queste ricerche sono state sviluppate principalmente in due ambiti diversi: quello del CNR-Gruppo Nazionale Difesa dai Terremoti (GNDT), da un lato, e quello dell’ING-SGA Storia Geofisica Ambiente, dall’altro. Entrambe queste realtà sono poi confluite nell’INGV, un evento suggellato dall’aver pubblicato congiuntamente la prima versione del Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani (denominato CPTI99), ma hanno poi continuato a svolgere le attività più congeniali a ciascuna: il primo gruppo ha ripreso l’eredità del catalogo CPTI e della sottostante banca dati nota come Database Macrosismico Italiano (DBMI), garantendone l’aggiornamento a intervalli regolari, nonché dell’Archivio Storico Macrosismico Italiano (ASMI), mentre il secondo gruppo ha proseguito lo sviluppo del Catalogo dei Forti Terremoti in Italia (CFTI). È importante ricordare che il CPTI e il CFTI non si pongono in alternativa tra loro, come dimostra il fatto che il contenuto di CFTI è ripreso dal CPTI, ma descrivono la sismicità storica con approcci diversi: il primo garantendo la completezza e la corretta parametrizzazione di tutti i terremoti d’interesse per l’Italia con Imax ≥ 5 o M ≥ 4.0 nella finestra temporale 1000-2014; il secondo trattando nel dettaglio i terremoti più forti avvenuti in Italia e nel bacino del Mediterraneo a partire da epoche molto remote. Come tale il CPTI è lo strumento principe per l’elaborazione di modelli di pericolosità sismica a varie scale, mentre il CFTI si presta per la elaborazione di scenari di danno e come supporto per ricerche anche di carattere non strettamente sismologico.
In questo post viene presentata l’ultima versione del Catalogo dei Forti Terremoti in Italia, denominata CFTI5Med; in un prossimo post verranno presentati gli sviluppi più recenti del Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani, denominata CPTI15.
Prosegue un percorso mai interrotto
Nel 1995 veniva pubblicata la prima versione del Catalogo dei Forti Terremoti in ltalia (Catalogue of Strong Italian Earthquakes: Boschi et al., 1995: CFTI 1; Figura 1). Si trattava del principale risultato di una collaborazione avviata nel 1987 tra l’Istituto Nazionale di Geofisica (ING; dal 2000 confluito nell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, INGV) e la SGA (Storia Geofisica Ambiente), una società privata specializzata nella ricerca sui fenomeni naturali avversi del passato e nella sistematizzazione dei relativi dati. La collaborazione è proseguita per oltre due decenni fino al 2007, quando la maggior parte del personale SGA è stato assorbito permanentemente dall’INGV.
Il Catalogo dei Forti Terremoti in ltalia nasceva come un repertorio esaustivo dei “forti terremoti” italiani, del loro impatto sul territorio e delle loro conseguenze sociali ed economiche. La decisione di concentrarsi solo sui forti terremoti fu imposta dalla grande ricchezza del patrimonio di fonti storiche sulla sismicità dell’Italia, e dalla conseguente necessità di stabilire un criterio di priorità tra i numerosissimi terremoti riportati nei cataloghi sismici italiani. Inizialmente erano stati considerati solo i terremoti con intensità massima maggiore del grado VIII della scala Mercalli – Càncani – Sieberg (MCS), ma tale soglia fu progressivamente abbassata con le versioni successive del catalogo. La seconda versione, pubblicata due anni dopo la prima, includeva un numero maggiore di terremoti, era basata su ricerche e dati più accurati, e copriva un intervallo cronologico di un decennio più lungo, dal 461 a.C. al 1990 (Boschi et al., 1997: CFTI 2; Figura 1).
La consapevolezza che il catalogo avrebbe potuto essere di interesse per un’ampia audience internazionale portò alla pubblicazione di una versione del catalogo in inglese (ad eccezione dei commenti storico-critici). La nuova versione (Boschi et al., 2000; CFTI 3; Figura 1) estendeva l’arco cronologico fino al 1997 e ancora una volta si avvaleva di ricerche più approfondite, oltre che di una attenta messa a punto di metodi e algoritmi.
A seguito della pubblicazione di due immensi corpora di dati sulla sismicità di area mediterranea fino all’anno 1000 (Guidoboni et al., 1994) e tra l’XI e il XV secolo (Guidoboni e Comastri, 2005), anche l’area di pertinenza del catalogo ha potuto essere estesa a tutto il bacino del Mediterraneo. I nuovi contenuti, che includevano solo i parametri sismologici fondamentali (valori di intensità assegnati alle singole località e parametri epicentrali per i terremoti italiani; solo parametri epicentrali per gli altri terremoti di area mediterranea) sono stati pubblicati in una nuova versione del catalogo (CFTI4Med), pubblicata nel 2007 sotto forma di una banca-dati informatizzata gestita attraverso un sistema web-GIS (Guidoboni et al., 2007).
Nelle scorse settimane, a distanza di un decennio dalla pubblicazione del CFTI4Med, è stata pubblicata una nuova versione del catalogo, denominata CFTI5Med (Guidoboni et al., 2018). Si tratta di un elaborato ampiamente rivisto nei contenuti, aggiornato con i risultati delle ricerche più recenti e consultabile attraverso una nuova interfaccia grafica, realizzata con l’obiettivo di rendere sempre meglio accessibili tutte le potenzialità del catalogo, valorizzandole al massimo (Figura 2).
La necessità di innovare
Nei primi anni ’90 la comunità dei sismologi storici e degli esperti di pericolosità sismica aveva cominciato a immaginare nuove forme di catalogazione e rappresentazione dei dati sui terremoti del passato, complice anche la disponibilità dei Sistemi Informativi Geografici, che iniziavano a diffondersi proprio in quegli anni. Il patrimonio informativo storico di cui disponiamo in Italia e nel Mediterraneo è indubbiamente straordinario, ma proprio questa ricchezza rendeva sempre più urgente poter analizzare i dati storici congiuntamente ad altri dati geofisici e territoriali e in un contesto geografico rigoroso: qualcosa che era assolutamente precluso ai cataloghi elaborati fino ad allora. Si andava inoltre diffondendo la consapevolezza che, se anche la presentazione dei dati offerta da questi cataloghi forniva le informazioni minime richieste per l’elaborazione dei modelli di pericolosità sismica convenzionali, allo stesso tempo determinava una non più accettabile dispersione dell’informazione disponibile, con il possibile risultato di generare una prospettiva distorta del potenziale sismogenetico delle diverse aree del territorio. In molti casi questo potenziale veniva sottostimato, ma poteva verificarsi anche a una sovrastima: entrambi i casi possono avere gravi conseguenze, soprattutto in aree in rapida evoluzione dal punto di vista economico e urbanistico.
Oggi sappiamo bene che due terremoti crostali di magnitudo 6.0 e 7.0 possono causare la stessa accelerazione di picco e effetti macrosismici massimi simili, ma l’evento di magnitudo maggiore causerà forte scuotimento in un’area molto più estesa. In assenza di dati strumentali, l’importanza relativa dei due terremoti potrà essere compresa solo attraverso un esame complessivo degli effetti dinamici: una prospettiva che i cataloghi tradizionali, in cui la severità di un terremoto veniva valutata con riferimento alla sola intensità epicentrale, non erano in grado di offrire.
Negli anni ’90 quindi si è compreso che la sola definizione dei parametri epicentrali, essenzialmente localizzazione e magnitudo, era insufficiente per le analisi più dettagliate che il progresso della ricerca sismologica imponeva. Dopo un biennio di sperimentazione reso possibile dalla introduzione su larga scala dei sistemi GIS, nel 1995 il Catalogo dei Forti Terremoti in ltalia per primo ha introdotto una nuova prospettiva, grazie alla quale il sismologo avrebbe potuto valutare pienamente l’entità dell’energia complessivamente rilasciata da ogni terremoto e i dettagli più minuti del suo impatto sul territorio. A testimonianza del fatto che i tempi erano ormai maturi, due anni dopo, nel 1997, è nato il Database delle Osservazioni Macrosismiche (DOM), che proponeva un approccio simile ma esteso non solo ai forti terremoti, ma a tutti i terremoti al di sopra della soglia del danno.
Il Catalogo dei Forti Terremoti in ltalia era quindi definibile come un catalogo analitico, ovvero uno strumento che fornisce tutta l’informazione disponibile per ciascun terremoto e per ciascuna località in un formato predefinito e di facile accessibilità. Questa informazione viene corredata da testi di sintesi, definiti commenti storico-critici, che trattano diversi aspetti significativi dell’evento (es. Cronologia della sequenza, Risposta sociale e istituzionale, Effetti sul contesto antropico, Effetti sull’ambiente naturale ecc.). Si tratta quindi di uno strumento che consente all’utente di analizzare i dati separatamente dalla loro interpretazione corrente, in modo che l’eventuale futura adozione di nuovi paradigmi e schemi interpretativi si traduca subito in nuove valutazioni a partire dalle stesse osservazioni di base. E ancora, si tratta di un catalogo che include anche dati e osservazioni che non sono immediatamente utilizzati nei modelli correnti per la valutazione della pericolosità sismica, ma che possono essere di grande interesse per numerosi altri tipi di analisi della vulnerabilità e del rischio.
I principi fondamentali del Catalogo dei Forti Terremoti in ltalia sono stato descritti in dettaglio in un intero volume della rivista Annali di Geofisica (successivamente ribattezzata Annals of Geophysics) che accompagnava il CFTI 3 (Boschi et al., 2000): ad esso si rimanda il lettore per qualunque approfondimento. Inoltre, ampie sintesi della struttura del Catalogo, delle sue funzionalità e dei suoi attuali contenuti sono fornite nelle sezioni “Info” e “Help” del sito web.
Il Catalogo dei Forti Terremoti in ltalia è dunque lo scrigno che preserva per le generazioni presenti e future i tanti risultati ottenuti attraverso antiche e nuove strategie di ricerca nell’arco di oltre tre decenni. I risultati sono presentati secondo uno schema razionale e uniforme, che consente al lettore di muoversi a ritroso dai parametri del singolo terremoto fino alle fonti originali che hanno reso possibile lo studio di quello specifico evento. Per tutte queste ragioni ci auguriamo che gli utenti lo troveranno non solo utile, ma anche interessante e stimolante, e li invitiamo a contattarne gli autori per qualunque segnalazione, richiesta o proposta di collaborazione.
Il CFTI5Med: una nuova interfaccia, nuove funzionalità, e molti dati inediti
La nuova versione del Catalogo si è avvalsa degli strumenti software più aggiornati e di una riorganizzazione dell’immenso database a cui esso attinge per proporre uno strumento decisamente innovativo rispetto alle versioni precedenti. Tra le principali novità segnaliamo:
- Il recupero e la formattazione con criteri moderni e omogenei di oltre 23.000 documenti bibliografici, sotto forma di scansioni o trascrizioni, che nel complesso costituiscono circa la metà di tutti quelli utilizzati per la costruzione del CFTI5Med. Per questi documenti è ora disponibile on-line una versione memorizzata in formato PDF ricercabile, accessibile in modo interattivo anche all’interno dei singoli testi di sintesi (Figura 3). Tali documenti sono in gran parte disponibili come trascrizioni delle porzioni di testo utili alla ricerca e in parte come scansioni digitali delle opere originali, fornite in formato PDF, ricercabili per i soli testi a stampa. Per i testi in lingua non italiana (latino, greco, spagnolo, francese, inglese, tedesco) nelle trascrizioni sono fornite le traduzioni letterali. I due diversi tipi di PDF – trascrizioni e scansioni – sono indicati rispettivamente come PDF_T e PDF_R, e sono richiamati in diversi punti dei commenti storico-critici (bibliografie, note dei commenti ecc.). In alcuni casi per la stessa testimonianza sono stati resi disponibili sia il PDF_T che il PDF_R, poiché mentre la parte trascritta è l’estratto testuale utile alla definizione dello scenario degli effetti macrosismici, la scansione digitale del documento originale permette di consultare integralmente i vari contributi storico-critici, geologici, sismologici (per esempio: introduzione geologica/sismologica, disegni, fotografie, mappe, interpretazioni, teorie ecc.). Ciascun PDF riporta il riferimento bibliografico, il testo e una fincatura che illustra i crediti e le modalità di utilizzo del contenuto.
Figura 3 – Esempio di accesso ai documenti bibliografici in formato PDF attraverso l’interfaccia web. Lo stesso documento può essere disponibile come testo trascritto (immagine a sinistra) o come scansione digitale, che consente di visualizzare le pagine originali complete di eventuali figure (immagine a destra). - La reinterpretazione geologica, il miglioramento della georeferenziazione e il riprocessamento di oltre 2.300 descrizioni di effetti sismo-indotti sull’ambiente naturale (Figura 4), relative a circa 200 diverse sequenze sismiche (IV sec A.C. – 1990). Tali effetti sono oggi tutti disponibili e ricercabili attraverso una interfaccia web-GIS di facile utilizzo (Figura 5) e sono generalmente localizzati in corrispondenza delle località nel cui territorio sono stati osservati. In alcuni casi, dove le descrizioni storiche lo consentono, gli effetti sono localizzati sulle evidenze geografiche in cui si sono manifestati (monti, fiumi ecc.).
Figura 4 – Classificazione e distribuzione delle diverse tipologie di effetti sismo-indotti sull’ambiente, con indicazioni numeriche e percentuali. 
Figura 5 – Pagina di accesso agli effetti sismo-indotti sull’ambiente naturale. - L’elaborazione di numerosi testi delle fonti utilizzate e di testi di commento che non erano stati inclusi nella precedente versione CFTI4Med (Figura 6).
Figura 6 – Grafico dell’incremento delle referenze bibliografiche, dei testi originali memorizzati e delle descrizioni nelle diverse versioni del CFTI dal 1995 (CFTI 1) al 2018 (CFTI5Med). - La nuova interfaccia web-GIS, totalmente ridisegnata, veloce e di uso semplice e intuitivo (Figura 7).
Figura 7 – Schema di consultazione della nuova interfaccia del CFTI5Med. - Dalle sintesi descrittive di tutti i forti terremoti, sia generali che analitiche, sono state estratte le informazioni relative al numero delle vittime. Le informazioni sul numero delle vittime di un terremoto sono spesso fra le più incerte e variabili tra quelle che si ricavano dalle testimonianze storiche sui terremoti censiti, e la loro accuratezza è principalmente funzione del periodo storico e dell’affidabilità delle testimonianze. Per i periodi più antichi queste ultime, spesso intrise di significati simbolici, riportano numeri non particolarmente affidabili. In assenza di stime ufficiali, provenienti da perizie, sono frequenti testimonianze molto discordanti che restituiscono intervalli molto ampi del numero delle vittime. Per queste ragioni si è deciso di dividere il numero delle vittime in cinque macro-intervalli (<10, 11-100, 101-1000, 1001-10.000, >10.000), attribuendo loro una classe di affidabilità variabile tra 1, affidabilità bassa, e 3, affidabilità alta. L’affidabilità bassa è stata attribuita ai casi di informazioni molto generiche, quella alta ai casi in cui i dati provengono da stime ufficiali, mentre quella media è stata attribuita per tutti gli altri casi. Tramite il roll-over del mouse sulle icone della categoria di numerosità delle vittime viene visualizzata una finestra in cui è riportato un numero preciso – se da stime ufficiali – o un intervallo o una stima descrittiva ritenuta più verosimile (es. molte vittime), seguito dalla legenda della simbologia.
- Per tutte le finestre di mappa dell’interfaccia possono essere attivati dei livelli informativi provenienti da altre banche dati e archivi informatici raggiungibili attraverso servizi di interoperabilità. Questa funzionalità permette il confronto immediato su base cartografica dei dati del CFTI con altre tipologie di dati utili per una migliore comprensione dei fenomeni descritti e parametrizzati nel catalogo (Figura 8).
Figura 8 – Esempi di livelli informativi di diversa provenienza sovrapponibili ai dati del CFTI attraverso la funzione presente nell’interfaccia, che utilizza i servizi di interoperabilità: a sinistra la cartografia topografica dell’IGM e il catalogo delle frane del Portale Cartografico Nazionale; a destra la sismicità strumentale di INGV-CNT, le sorgenti sismogeniche del DISS e i confini amministrativi ISTAT. - Attraverso la pagina di consultazione del singolo terremoto è disponibile un collegamento diretto con i corrispondenti eventi presenti nelle banche dati CPTI/DBMI e ASMI. Per molti terremoti del Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani (al momento la versione corrente è il CPTI15) e del Database Macrosismico Italiano (oggi DBMI15) il CFTI4Med è lo studio di riferimento, mentre nell’Archivio Storico Macrosismico Italiano (ASMI) lo stesso CFTI4Med è citato come uno dei diversi studi di un dato terremoto. Le due icone CPTI-DBMI e ASMI che compaiono nell’approfondimento di ciascun terremoto del CFTI5Med costituiscono dei link alle rispettive pagine di CPTI-DBMI e ASMI.
Dati e numeri del CFTI5Med
Complessivamente la nuova versione del Catalogo dei Forti Terremoti in ltalia include:
1.259 terremoti per l’area italiana (tra il 461 A.C. e il 1997), di cui 98 che si sono rivelati falsi, con 42.663 punti per cui sono stati classificati effetti relativi al contesto antropico (osservazioni macrosismiche) e 2.338 punti per cui sono stati classificati effetti sismo-indotti sull’ambiente naturale.
475 terremoti per l’area mediterranea estesa, Italia esclusa (tra il 760 a.C. e il 1500). Per i terremoti fino al X secolo (223) sono disponibili solo le localizzazioni epicentrali, mentre per quelli compresi nell’intervallo cronologico tra i secoli XI e XV (252) sono per la prima volta consultabili 635 punti per cui sono stati classificati effetti relativi al contesto antropico (osservazioni macrosismiche) e 68 punti per cui sono stati classificati effetti relativi al contesto ambientale (effetti sismo-indotti sull’ambiente).
Nel marzo 2018, data ufficiale di pubblicazione del CFTI5Med, sono state rese accessibili in formato PDF 23.538 del totale delle 47.211 testimonianze associate a tutte le sequenze sismiche. Di queste 20.940 sono trascrizioni (PDF_T) e 3.400 scansioni del testo originale (PDF_R).
Nel CFTI4Med non erano disponibili i testi di commento sui principali effetti per 87 terremoti di area italiana avvenuti in epoca medievale; il materiale relativo a questi eventi necessitava di un aggiornamento alla luce delle nuove conoscenze e analisi pubblicate da Guidoboni e Comastri (2005) per il periodo XI-XV secolo. Per questi terremoti sono stati elaborati i testi di commento sullo stato delle conoscenze e sui maggiori effetti, ora disponibili con lo stesso formato e le stesse modalità che caratterizzano i terremoti più recenti, mentre per gli altri commenti vengono forniti i file PDF ricercabili tratti da Guidoboni e Comastri (2005) (Figura 9).
a cura di Gianluca Valensise (INGV-Roma1), Graziano Ferrari (INGV-AC), Gabriele Tarabusi (INGV-Roma1), Giulia Sgattoni (INGV-Roma1)
Riferimenti bibliografici e web
Baratta, M. (1901). I Terremoti d’Italia. Saggio di Storia, Geografia e Bibliografia Sismica Italiana con 136 sismocartogrammi. Torino, 950 pp.
Boschi, E. (2000). A «new generation» earthquake catalogue. Annali di Geofisica, 43(4), 609-620.
Boschi, E., G. Ferrari, P. Gasperini, E. Guidoboni, G. Smriglio & G. Valensise (1995): Catalogo dei Forti Terremoti in ltalia dal 461 a.C. al 1980, ING-SGA, Bologna, pp. 973 con database su CD-ROM.
Boschi, E., E. Guidoboni, G. Ferrari, G. Valensise & P. Gasperini (1997): Catalogo dei Forti Terremoti in ltalia dal 461 al 1990, ING-SGA, Bologna, pp. 644 con database su CD-ROM.
Boschi, E., E. Guidoboni, G. Ferrari, D. Mariotti, G. Valensise & P. Gasperini (eds.) (2000). Catalogue of Strong Italian Earthquakes, Annali di Geofisica, 43(4), pp. 268, con database su CD-ROM, https://www.annalsofgeophysics.eu/index.php/annals/issue/view/268.
Gruppo di Lavoro Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani (GLCPTI): E. Boschi, P. Gasperini, G. Valensise [ING]; R. Camassi, V. Castelli, M. Stucchi, A. Rebez, G. Monachesi, M. S. Barbano, P. Albini [GNDT]; E. Guidoboni, G. Ferrari, D. Mariotti, A. Comastri [SGA]; D. Molin [SSN] (1999). Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani, ING GNDT SGA SSN. Ed. Compositori, Bologna, pp. 92. https://emidius.mi.ingv.it/CPTI99/.
Guidoboni, E., A. Comastri & G. Traina (1994). Catalogue of Ancient Earthquakes in the Mediterranean Area up to the 10th Century, ING-SGA, Bologna, 504 pp..
Guidoboni, E., & A. Comastri (2005). Catalogue of earthquakes and tsunamis in the Mediterranean area from the 11th to the 15th century, INGV-SGA, Bologna, 1037 pp.
Guidoboni E., G. Ferrari, D. Mariotti, A. Comastri, G. Tarabusi & G. Valensise (2007). CFTI4Med, Catalogue of Strong Earthquakes in Italy (461 B.C.-1997) and Mediterranean Area (760 B.C.-1500), INGV-SGA, http://storing.ingv.it/cfti4med/.
Guidoboni, E., G. Ferrari, D. Mariotti, A. Comastri, G. Tarabusi, G. Sgattoni, G. Valensise (2018). CFTI5Med, Catalogo dei Forti Terremoti in Italia (461 a.C.-1997) e nell’area Mediterranea (760 a.C.-1500). Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), http://storing.ingv.it/cfti/cfti5/.
Licenza
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