Archivio mensile:dicembre 2018

Approfondimento e aggiornamento sull’attività sismica e vulcanica in area etnea

Alle ore 03:19 italiane di oggi, 26 dicembre 2018, nel basso fianco sud-orientale dell’Etna, si è verificato uno dei terremoti più energetici mai registrati sul vulcano. L’evento sismico, di magnitudo Ml pari a 4.8, Mw 4.9, è stato localizzato 1 km a sud dall’abitato di Lavinaio (CT), alla profondità di circa 1 km sotto il livello del mare. Il terremoto è stato ampiamente avvertito dalle popolazioni residenti in quasi tutto il comprensorio catanese, provocando danni ed alcuni feriti nelle aree più prossime all’epicentro.

Figura 1 – Fleri: Danni alla Chiesa di Maria Santissima del Rosario (Foto INGV).

Circa un paio di ore prima, alle ore 01:09 italiane, il terremoto era stato anticipato da un’altra scossa, di magnitudo Ml 3.3, localizzata poco più a nord-est e alla stessa profondità.

Il terremoto delle ore 03:19 è verosimilmente legato all’attivazione della faglia Fiandaca e della faglia di Pennisi, due delle strutture più meridionali del sistema tettonico delle Timpe. Il danneggiamento maggiore è infatti distribuito lungo tali strutture vulcano-tettoniche, insieme ai vistosi effetti di fagliazione superficiale associati all’evento sismico. La distribuzione del danneggiamento e l’estensione della fagliazione sono molto simili a quelle riportate dalle fonti storiche per il terremoto dell’8 agosto 1894 (Int. max 8-9 EMS, Mw 4.6), che ha rotto la faglia di Fiandaca per l’intera lunghezza.

Altri eventi storici documentati dal catalogo sismico storico sono avvenuti nel 1875, 1907 e 1984, ma furono meno energetici e dovuti all’attivazione di parti della faglia di Fiandaca.

Il terremoto di questa notte si è verificato il terzo giorno dall’inizio dell’eruzione vulcanica in atto all’Etna, che sta interessando le porzioni sommitali del vulcano e la valle del Bove. In particolare, una fessura eruttiva apertasi alla base del Nuovo Cratere di Sud-Est nella mattinata di giorno 24 dicembre ha prodotto una nube di cenere ricaduta prevalentemente nei dintorni di Zafferana Etnea (CT) ed una colata lavica che si riversa in Valle del Bove dopo aver attraversato la sua parete occidentale (Figure 2 e 3).

Figura 2. – La nuova fessura eruttiva e le bocche che hanno alimentato, e ancora alimentano debolmente, del colate di lava (Foto INGV).

Figura 3. – Colate laviche in avanzamento all’interno della Valle del Bove (Foto INGV).

Questo fenomeno vulcanico è stato preceduto di alcune ore ed è accompagnato fino a tutt’oggi da un’importante attività deformativa e sismica, che ha generato circa 1.100 terremoti di cui circa 60 superano magnitudo Ml 2.5 (Fig. 4); inoltre, è stato registrato un significativo incremento dell’ampiezza media del tremore vulcanico durante la giornata del 24 dicembre e attualmente, seppur in diminuzione, i valori restano al di sopra della norma.

Figura 4. – Mappa epicentrale dei terremoti più energetici registrati a partire dal 24 dicembre 2018. Il terremoto registrato alle 03:19 di oggi, di magnitudo Ml 4.8, è riportato con il rombo blu.

Nel corso degli ultimi tre giorni la sismicità registrata ha coinvolto diversi settori del vulcano: in particolare, nelle prime ore del 24 dicembre si è manifestata in area sommitale in coincidenza del teatro eruttivo, dalla superficie fino a 2 km di profondità sotto il livello del mare. Successivamente, si è posizionata lungo la parete occidentale e meridionale della Valle del Bove, fino a profondità di 4-5 km sotto il livello del mare.

E’ opportuno segnalare che il terremoto di oggi non risulta generato da movimenti di masse magmatiche presenti in area epicentrale, bensì rappresenta, probabilmente, la risposta fragile del fianco orientale del vulcano ad uno stress indotto dal sistema magmatico che in questo momento è sorgente dell’eruzione. Spesso accade, infatti, che l’intrusione di un dicco magmatico trasferisca uno stress alle strutture tettoniche circostanti provocando terremoti anche di elevata magnitudo.

L’attuale situazione eruttiva poco si discosta dalla casistica più riconosciuta per le eruzioni effusive etnee, in occasione delle quali un trasferimento di stress dalle masse intruse verso le porzioni più superficiali dei fianchi del vulcano può generare l’innesco di terremoti anche diversi chilometri lontano dai centri eruttivi.

Sulla base delle attuali manifestazioni dell’attività eruttiva, sono esclusi, al momento, problemi alle popolazioni ed alle principali infrastrutture: infatti, l’effusione lavica prodotta si riversa dalla base del Nuovo Cratere di Sud-Est entro l’ambiente desertico dell’ampia Valle del Bove. Tuttavia, sebbene le evidenze vulcanologiche più superficiali indichino una diminuzione dell’attività eruttiva generale, le informazioni desunte dai segnali geofisici non permettono di escludere una possibile alimentazione, tuttora in corso, del dicco che si è intruso. Sulla base della distribuzione della sismicità attuale, tale dicco potrebbe interessare un settore diverso dall’attuale teatro eruttivo, con l’apertura di nuove fratture eruttive a quote più basse di 2400 metri, in coincidenza della parete occidentale ed in quella meridionale della Valle del Bove.

L’Osservatorio Etneo dell’INGV sta continuamente monitorando l’evolversi dei fenomeni in stretto contatto con il Dipartimento della Protezione Civile (DPC) e tutte le Autorità di Protezione Civile.


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Evento sismico Ml 4.8 (Mw 4.9) in provincia di Catania del 26 dicembre 2018

L’evento avvenuto alle ore 03:19 italiane del 26 dicembre 2018 (ore 02:19 UTC) di magnitudo ML 4.8 (Mw 4.9) si colloca nell’area etnea, a circa 2 km a N di Viagrande (CT) e Trecastagni (CT), leggermente a Sud Est rispetto alle scosse che si sono verificate nei giorni precendenti sull’Etna. Il terremoto è a 5-6 km dalla costa ed è superficiale con una profondità stimata intorno a 1.2 Km. L’ubicazione dell’evento è molto simile a quella del terremoto del Catanese del 20 febbraio 1818.

Fino a questo momento (ore 10.00) dall’inizio dell’attività etnea (il 23 dicembre), complessivamente nella zona sono avvenute quasi 60 scosse con magnitudo superiore a 2.5 (3 dopo il terremoto di questa notte), la maggior parte sono localizzate nelle vicinanze delle scosse di magnitudo fra 4.0 e 4.3 avvenute il 24 dicembre.  Per quanto riguarda le numerose scosse di magnitudo inferiore che si sono verificate si rimanda ai costanti aggiornamenti prodotti dall’Osservatorio Etneo, così come per tutte le informative riguardanti gli aspetti vulcanologici.

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Da un punto di vista della sismicità storica (catalogo CPTI15), nell’area epicentrale attuale si è verificato il 20 febbraio 1818 in posizione molto simile, un terremoto cui è attributa una magnitudo Mw pari a 6.3. Nell’area le intensità massime per tale evento sono state valutate intorno al IX e IX-X in varie località della zona (Aci Sant’Antonio, Aci Santa Lucia, Aci Consolazione, Aci Catena, etc.). Inoltre questa regione ha sperimentato risentimenti massimi fino al X grado, a causa però dell’evento di magnitudo M 7.3, avvenuto l’11 gennaio 1693 nella Sicilia sud-orientale, con epicentro vicino a Siracusa.

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Terremoti storici nella regione con magnitudo stimata maggiore o uguale a 4.0. Dati: https://emidius.mi.ingv.it/CPTI15-DBMI15/

La mappa di pericolosità sismica (espressa in termini di accelerazione orizzontale del suolo con probabilità di eccedenza del 10% in 50 anni, riferita a suoli rigidi) include l’area epicentrale attuale in una zona a pericolosità molto alta con valori di accelerazione orizzontale compresi nell’intervallo 0.225-0.250 g, in prossimità di un settore a pericolosità molto alta che si estende dalla Calabria fino alla zona iblea.

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Secondo i dati accelerometrici disponibili al momento, l’evento ha fatto registrare accelerazioni di picco che corrispondono ad un’intensità strumentale su terreno roccioso pari al VII grado della scala MCS (vedi mappa di scuotimento aggiornata).

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La mappa del risentimento sismico (aggiornata alle ore 9.45 del 26 dicembre 2018), realizzata utilizzando gli oltre 1000 questionari arrivati a www.haisentitoilterremoto.it mostrano che l’evento è stato avvertito in tutta la Sicilia orientale, da Messina all’area siracusana, con massimo risentimento del VI-VII grado nell’area epicentrale, in buon accordo con la mappa di scuotimento calcolata.

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Mappa del risentimento sismico in scala MCS che mostra la distribuzione degli effetti del terremoto (secondo la legenda colorata) sul territorio come ricostruito dai questionari on line. Con la stella viene indicato l’epicentro del terremoto, i cerchi colorati si riferiscono alle intensità associate a ogni comune. Viene inoltre indicato il numero dei questionari elaborati per ottenere la mappa stessa.


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L’eruzione laterale etnea iniziata il 24 dicembre 2018

da https://ingvvulcani.wordpress.com

La mattina del 24 dicembre 2018 è iniziata una nuova eruzione laterale dell’Etna. Il fenomeno è stato caratterizzato dall’intrusione di un dicco magmatico nell’alto fianco orientale del vulcano, che ha generato un intenso sciame sismico e vistose deformazioni del suolo.

Lo sciame sismico è iniziato alle ore 8:30 UTC, corrispondenti alle ore 9.30 locali, ed ha interessato l’edificio etneo in diversi settori, con epicentri prevalentemente localizzati in prossimità dei crateri sommitali e nella Valle del Bove, ed ipocentri a profondità comprese tra 0 e 3 km sotto il livello del mare. Nelle prime tre ore sono avvenute circa 300 scosse (figura 1); di queste gli eventi a maggiore energia sono stati localizzati principalmente in area sommitale. Successivamente la sismicità ha interessato la Valle del Bove con alcune scosse di magnitudo pari o superiore a 4.0.

Sala Operativa Figura 1
Figura 1 – Pannello di controllo della Sala Operativa dell’Istituto nazionale di Geofisica e Vulcanologia – Osservatorio Etneo, che riprende lo sciame sismico (pannelli in basso) e le telecamere di videosorveglianza (pannelli in alto), la mattina del 24 dicembre 2018 (Foto di M. Neri).

L’inizio dello sciame sismico è coinciso con un aumento di intensità delle emissioni gassose dai crateri sommitali. Nel corso della mattinata, dalla Bocca Nuova e dal Cratere di Nord‐Est sono avvenute alcune isolate emissioni di cenere di colore bruno‐rossastro e grigio. Verso le ore 11.00 UTC (12 ora italiana) si è aperta una fessura eruttiva lunga circa 2 km ed orientata in direzione NNO-SSE (Figura 2).

Fessura eruttiva 24 dic 2018 Figura 2
Figura 2 – Fessura eruttiva apertasi in prossimità dell’orlo della parete occidentale della Valle del Bove, ripresa il 24 dicembre 2018 (foto di B. Behncke).

La fessura eruttiva si è estesa dalla base sud‐orientale del Nuovo Cratere di Sud‐Est alla parete occidentale della Valle del Bove, raggiungendo una quota minima di circa 2400 metri sul livello del mare. Una seconda, piccola fessura eruttiva si è aperta poco più a nord, a circa 3000 metri di quota, tra il Nuovo Cratere di Sud‐Est e il Cratere di Nord‐Est, ed ha prodotto quasi esclusivamente una debole attività stromboliana durata poche decine di minuti. Contestualmente, anche il Cratere di Nord‐Est e la Bocca Nuova hanno prodotto una continua attività stromboliana di intensità variabile. Nel complesso, la nube di cenere (figura 3) generata dall’insieme delle bocche eruttive ha prodotto un pennacchio di cenere scura molto consistente, spinto dal vento nel quadrante sud‐orientale del vulcano.

Nube eruttiva del 24 dic 2018 figura 3
Figura 3 – Nube eruttiva prodotta dall’apertura della frattura eruttiva, ripresa da Sud il 24 dicembre 2018 (foto di B. Behncke).

La cenere vulcanica è ricaduta prevalentemente nei dintorni di Zafferana Etnea e Santa Venerina (figura 4).

Cenere al suolo 24 dic 2018 figura 4
Figura 4 – Ricaduta di cenere vulcanica su un marciapiede di Zafferana Etnea, il 24 dicembre 2018 (Foto di B. Behncke).

Nel corso della sua propagazione, la fessura eruttiva apertasi in Valle del Bove ha alimentato alcune colate di lava che hanno attraversato interamente la parete occidentale della valle stessa, raggiungendone il fondo ed attestandosi, verso le ore 17.00 UTC del 24 dicembre, a quote variabili tra 1650 e 1800 metri circa (figura 5).

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Figura 5 – Colate laviche alimentate da una fessura eruttiva apertasi il 24 dicembre 2018 lungo la parete occidentale della Valle del Bove. (Foto di B. Behncke).

Nelle prime ore del 25 dicembre l’eruzione è ancora in corso. Una colata di lava continua a riversarsi nella Valle del Bove, alimentata dalla frattura eruttiva la cui bocca più bassa si trova a circa 2400 m di quota, lungo la parete occidentale della valle stessa. I Crateri Sommitali, ed in particolare la Bocca Nuova e il Cratere di Nord-Est, producono una continua attività stromboliana che alimenta un pennacchio gassoso ricco di cenere vulcanica. Continua anche lo sciame sismico che accompagna l’eruzione; da ieri mattina, in circa ventiquattro ore, sono avvenute oltre settecentocinquanta scosse sismiche registrate dalla rete sismica dell’INGV Osservatorio Etneo.

Cenni storici sulle eruzioni laterali in Valle del Bove

La  Valle del Bove è un’imponente depressione erosiva formatasi circa 10 mila anni fa attraverso un collasso di settore  che ha interessato il fianco orientale del vulcano. La valle è profonda oltre 1000 metri (lungo la sua parete occidentale), è larga poco più di 5 km e lunga circa 7.5 km, con asse allungato in senso ONO-ESE. Per la sua posizione e morfologia, la valle accoglie facilmente le colate laviche che sono eruttate dalla zona sommitale del vulcano, ed in particolare dal Nuovo Cratere di Sud‐Est e dalle sue bocche circostanti. Inoltre, la parete occidentale della valle ospita molte delle fratture eruttive che possono ascriversi, dal punto di vista strutturale, alle attività eruttive laterali dei settori settentrionali e meridionali dell’Etna, ovvero fratture eruttive orientale rispettivamente in senso SO‐NE e NE‐SO. Quando le eruzioni durano abbastanza a lungo (mesi o anni), le colate laviche hanno la possibilità di estendersi oltre il limite orientale della valle del Bove, minacciando quindi i centri urbani ivi ubicati.

In questa zona, la più recente eruzione importante è avvenuta nel 1991-1993, quando le lave hanno sepolto per intero la porzione meridionale della valle, colmato completamente la sottostante Val Calanna e poi minacciato seriamente l’abitato di Zafferana Etnea, arrivando a lambirne la periferia. In precedenza, altre eruzioni laterali pericolose per i centri abitati che sorgono sul versante orientale etneo sono avvenute nel 1989, 1979, 1950‐1951, 1851‐1853, 1689, 1446 e 1285.

Ciao Enzo

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Enzo Boschi, 27 febbraio 1942 – 21 dicembre 2018

Ha atteso che fossero tutti stabilizzati, poi se n’è andato. Questo pensiero ha attraversato molti di noi alla notizia della scomparsa del Prof. Enzo Boschi. Ieri era stata una giornata straordinaria per l’Ente, con la firma di oltre cento contratti di lavoro ai “precari” storici, e lui non poteva scegliere un giorno qualunque per andar via. Quando era presidente dell’INGV si è a lungo battuto per aumentare la dotazione organica dell’Istituto, puntando sulla forza delle idee dei giovani, mandandoli a perfezionarsi all’estero, e impegnandosi per garantirgli un futuro.

Il Prof. Boschi era stato negli anni ‘80 il protagonista del grande rilancio dell’ING (Istituto Nazionale di Geofisica), dopo che il terremoto dell’Irpinia aveva mostrato le gravi lacune del sistema di osservazione dei terremoti in Italia. Alla fine degli anni ’90 fu l’artefice della nascita dell’INGV, nato dalla fusione dei maggiori Enti di ricerca sismologica, vulcanologica, geofisica e geochimica italiani, che è diventato uno dei maggiori Istituti di ricerca mondiali per lo studio della Terra.
I colleghi vecchi e nuovi piangono la sua scomparsa e si uniscono al dolore dei familiari, consapevoli del segno che ha lasciato.

 

La camera ardente sarà aperta alle ore 12.45 di lunedì 24 dicembre all’obitorio della Certosa di Bologna. I funerali si svolgeranno lunedì 24 dicembre alle ore 14.30 nella chiesa di San Paolo Maggiore, in via de’ Carbonesi 18 a Bologna.

I terremoti studiati dai satelliti: l’interferometria SAR

Sono più di venti anni che i satelliti per l’Osservazione della Terra ci permettono di studiare i terremoti. In particolare, i satelliti che equipaggiano un particolare sensore RADAR, il SAR, sono ormai utilizzati sistematicamente per misurare gli effetti che un terremoto produce sulla superficie terrestre, misurando con elevata precisione le deformazioni crostali indotte dal terremoto stesso.

Un RADAR (RAdio Detection And Ranging) è un sensore attivo, ovvero dotato di una propria sorgente di segnali elettromagnetici, nella banda di frequenza delle onde radio, che invia impulsi di onde equi-spaziati tra loro in base ad una frequenza di ripetizione o PRF (Pulse Repetition Frequency). Gli impulsi giungono dallo spazio sulla superficie terrestre e l’eco che da essa torna verso il sensore viene registrato, fornendo informazioni puntuali circa la distanza tra l’oggetto (o target) sulla superficie colpito dall’impulso elettromagnetico e le sue caratteristiche di retro diffusione del segnale stesso.

I RADAR che vengono usati per l’osservazione della Terra e lo studio dei terremoti (ma anche delle eruzioni vulcaniche) sono i Synthetic Aperture Radar (SAR), in italiano Radar ad Apertura Sintetica.

Il SAR è un RADAR che, posto su una piattaforma satellitare in movimento, sfrutta il percorso compiuto dal satellite lungo la sua orbita per simulare una antenna “sintetica” più grande, e di molto, rispetto a quella reale che permette di ottenere informazioni più dettagliate sul target rispetto ad un RADAR classico, sotto forma di immagine.

Esempio di immagine SAR acquista in Egitto nel sito archeologico delle piramidi (Dati del satellite TerraSAR-X dell’Agenzia Spaziale Tedesca). I pixel dell’immagine, in bianco e nero, riportano informazioni sull’energia retrodiffusa dall’impulso RADAR e sulla distanza tra target a terra e sensore SAR a bordo del satellite.

Trattandosi di un RADAR, il SAR può operare praticamente in qualsiasi condizione meteorologica, sia di giorno che di notte. Esistono numerose applicazioni che sfruttano le immagini SAR. Tra esse ha assunto un ruolo di grande rilievo lo studio dei movimenti del suolo. Per raggiungere tale scopo si applica al dato SAR una particolare tecnica di elaborazione del segnale denominata Interferometria SAR, o InSAR.

L’InSAR è stata sviluppata intorno alla fine degli anni ’80 e si basa sul principio che, se disponiamo di due immagini SAR di una stessa scena acquisite da due punti di osservazione leggermente diversi, è possibile estrarre l’informazione circa la distanza che ciascun punto (il pixel delle immagini) al suolo ha rispetto al SAR. In pratica possiamo dire che la tecnica InSAR consente di misurare le differenze di distanza, pixel per pixel, tra due immagini SAR, e di fornire l’immagine delle variazioni avvenute tra la prima e la seconda immagine SAR nell’area “fotografata”.

L’immagine che risulta dall’applicazione della tecnica InSAR è detta interferogramma. Questo comporta che se tra la prima e la seconda immagine alcuni pixel si sono spostati, ad esempio a causa di un terremoto, l’interferogramma evidenzierà le aree che hanno subito tali modifiche e ne misurerà l’entità.

La prima volta che venne usata l’interferometria SAR per lo studio di un terremoto fu nel 1992. Fu il caso del terremoto di Landers, California (USA), che generò una energia che i sismologi quantificarono con una magnitudo momento 7.2. Gli esperti misurarono spostamenti in superficie superiori anche a 5 metri. E per decine di chilometri intorno all’epicentro del sisma la superficie terrestre presentava numerose fratture e scarpate prodotte dal sisma. L’estensione dell’area interessata dalle deformazioni non poteva consentire di avere un quadro sinottico degli effetti del sisma semplicemente attraverso osservazioni in situ degli effetti. Landers fu il primo esempio di utilizzo dell’InSAR che fornì un’immagine completa e dettagliata di ciò che il sisma aveva prodotto (vedi figura sotto).

Su un’area di circa 100 km x 100 km, il satellite europeo ERS-1 misurò spostamenti del suolo variabili tra circa 3 cm fino a svariati metri. In un interferogramma le deformazioni prodotte dal sisma, dette deformazioni “cosismiche”, sono evidenziate con una serie di “linee di eguale spostamento” denominate in gergo “frange” (in inglese fringes). Immagine da Massonnet, D. et al., 1993.

Vennero usate una coppia di immagini SAR acquisite dal satellite europeo ERS-1 (European Remote Sensing satellite 1), il primo satellite per lo studio della Terra equipaggiato con un sensore SAR. Era stato lanciato nel 1991 dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA).  Ad esso fece seguito nel 1995 il gemello ERS-2. ERS-1 ed ERS-2 aprirono la strada ad una serie di missioni satellitari dedicate allo studio del nostro pianeta con i sensori SAR, lanciati dalle agenzie spaziali di tutto il mondo.

Negli anni seguenti, a questo primo successo fecero seguito altre applicazioni. Tra esse possiamo ricordare il primo esempio di utilizzo della tecnica InSAR in Italia, quando il 26 settembre 1997 due forti terremoti (il primo alle ore 00:33 di magnitudo Mw 5.8 e il secondo alle ore 09:40 di magnitudo Mw 6.0) colpirono l’area al confine tra Umbria e Marche. I ricercatori italiani dell’INGV applicarono la tecnica InSAR ad una coppia di immagini ERS-2 acquisite prima e dopo il 26 settembre, ottenendo l’interferogramma che misurò i movimenti in superficie che si estendevano per decine di chilometri dall’epicentro del terremoto e che raggiungevano un massimo di 25 cm.

Anche i recenti terremoti che hanno interessato l’Italia centrale ad Amatrice e Norcia, a partire da agosto 2016, sono stati studiati con l’InSAR, sfruttando i dati acquisiti da più moderni SAR, molto più performanti in termini di accuratezza di misura e dettaglio spaziale, come quello a bordo della missione COMSO-SkyMed (https://www.asi.it/it/attivita/osservare-la-terra/osservazione-della-terra/cosmo-skymed) dell’Agenzia Spaziale Italiana, della missione ALOS-2 (https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/a/alos-2) della Giapponese JAXA e della innovativa piattaforma Sentinel-1 (https://sentinel.esa.int/web/sentinel/missions/sentinel-1) dell’ESA.

La mappa delle deformazioni co-sismiche superficiali causate dai due eventi di Amatrice-Accumoli e Norcia (magnitudo momento 6.0 e 5.3, rispettivamente), avvenuti, a distanza di circa un’ora, nella notte del 24 agosto 2016, ottenuta con i dati SAR del satellite Sentinel-1 dell’Agenzia Spaziale Europea. Lo spostamento del suolo ha raggiunto valori massimi di circa 20 cm, approssimativamente in abbassamento.

Sono moltissimi i lavori presenti in letteratura scientifica che documentano le grandi potenzialità dell’InSAR, e sempre più numerose sono le applicazioni che ne mostrano l’utilità in casi pratici di impiego. Possiamo quindi affermare senza dubbio che l’InSAR ha assunto un ruolo di assoluto rilievo tra le tecniche di studio utilizzate nelle Scienze della Terra.

A cura di Christian Bignami (INGV – Osservatorio Nazionale Terremoti).

Referenze

Massonnet, D., Rossi, M., Carmona, C., Adragna, F., Peltzer, G., Feigl, K., Rabaute, T., 1993. The displacement field of the Landers earthquake mapped by radar interferometry. Nature 364, 138–142. https://doi.org/10.1038/364138a0


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