Archivi categoria: Sismicità Italia

Terremoto dell’Isola d’Ischia del 21 agosto 2017: dichiarazione del Presidente dell’INGV, Carlo Doglioni

In questi giorni su diversi organi di stampa sono usciti articoli che paventano inefficienze nell’operato dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) durante l’emergenza a Ischia. In realtà la macchina organizzativa interna e le analisi condotte sono state svolte e continuano con i consueti rigore e sollecitudine. Tutti i prodotti scientifici forniti in questi giorni dall’INGV alle istituzioni competenti rispettano totalmente i requisiti qualitativi e i protocolli decisi per la gestione delle emergenze che rappresentano lo stato dell’arte a livello mondiale. L’INGV è il più importante ente geofisico in Europa ed è un patrimonio nazionale con personale di altissima professionalità e con una serie di reti osservazionali di inestimabile valore per la comunità scientifica e per i cittadini. Metterne in dubbio la competenza, la terzietà e l’efficienza significa non conoscere come funziona l’istituto, alimentare una polemica inutilmente pretestuosa e danneggiare ingiustamente l’immagine di un’istituzione pubblica di ricerca che opera quotidianamente per la sorveglianza sismica e vulcanica in Italia.

Come da procedura consolidata e formalizzata con il Dipartimento della Protezione Civile, l’INGV fornisce entro pochi minuti dall’evento sismico la stima della magnitudo di un qualsiasi terremoto sul territorio nazionale maggiore o uguale a 2.5 (1.5 per Ischia e i Campi Flegrei). Tale procedura è stata adottata anche la sera del 21 agosto scorso in cui la sala sismica di Roma, che riceve i dati registrati dalle oltre 400 stazioni sismiche distribuite sul territorio nazionale, ha rilevato un evento a Ischia di Ml 3.6. Questa è chiamata magnitudo locale (Ml) ed è un valore che, pur potendo avere un errore in più o meno di circa 0.2, è tuttora confermato. La sala operativa dell’INGV a Napoli ha contemporaneamente elaborato le registrazioni sismiche dell’evento e calcolato con una tecnica diversa (magnitudo durata, Md) stimando il terremoto a Md 4. L’INGV ha comunicato in tempo reale alla Protezione Civile anche questo nuovo dato secondo le procedure concordate con la stessa per le aree vulcaniche. Una stima successiva della magnitudo momento (Mw) ha confermato la M 4. Tutte le stime di magnitudo maggiori di quest’ultima sono dimostrabilmente non realistiche sulla base dei dati a nostra disposizione.

Veniamo alla localizzazione dell’evento: anche qui vi sono dei protocolli chiari che prevedono una valutazione in automatico e delle successive verifiche e raffinamenti progressivi. I tempi dell’emergenza non sono quelli della ricerca scientifica accurata che sono necessariamente più lunghi.

Nell’emergenza, la prima stima della profondità, fatta entro i 2 minuti in cui la sala sismica registra la scossa, è sempre approssimativa. La seconda valutazione ha portato l’evento a circa 5 km di profondità, 3 km a nord di Casamicciola. Queste le stime nella fase critica: tuttavia, consapevoli dell’importanza di queste informazioni in una vicenda tragica come quella di Ischia, l’Ente si è immediatamente attivato per una migliore localizzazione dell’evento (raggiunta nei giorni scorsi e comunicata la mattina del 25 agosto alla Commissione Grandi Rischi) che è stato innalzato a circa 2 km di profondità e all’interno dell’isola.

ischia localizzazione

L’INGV ha comunicato i dati e le elaborazioni che sono state via via elaborate nella più totale trasparenza e rapidità, non ultimi quelli fondamentali dell’effetto di sito rilevato; infatti, oltre alla superficialità dell’ipocentro, ha giocato un ruolo fondamentale l’amplificazione delle onde al passaggio in terreni con velocità sismiche basse, che hanno variato addirittura l’accelerazione di gravità di oltre un quarto, provocando le oscillazioni del suolo e il conseguente danneggiamento degli edifici, nonostante la magnitudo relativamente modesta.

Roma, 26 agosto 2017


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Terremoto dell’Isola d’Ischia del 21 agosto 2017: elaborazione dati INGV presentata alla Commissione Grandi Rischi (CGR) del 25 agosto 2017

Come in ogni emergenza, anche a seguito del terremoto che ha colpito l’isola di Ischia il 21 agosto 2017, alle ore 20:57 italiane, il personale dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), organizzato in varie squadre, sta svolgendo sia attività sul campo sia elaborazioni dei dati nelle sale operative INGV del Centro Nazionale Terremoti di Roma e dell’Osservatorio Vesuviano (OV) a Napoli per approfondire la comprensione del fenomeno in atto e fornire supporto agli interventi di Protezione Civile.

In tutto tre le diverse squadre operative INGV che si sono recate a Ischia per le seguenti attività di ricerca:

– rilievo macrosismico da parte del gruppo QUEST (QUick Earthquake Survey Team)

– indagini geologiche da parte del Servizio Emergenze Geologiche – OV

– analisi geochimiche da parte del gruppo geochimico di Palermo

Il terremoto che ha colpito Ischia la sera del 21 agosto ha avuto Magnitudo Locale M3.6 ± 0.2 e Magnitudo Durata MD 4.0 ± 0.3.

Le due stime di magnitudo sono visibili alla pagina informativa dell’evento sismico così come la stima automatica della Magnitudo Momento (disponibile sulla pagina Meccanismo focale) ancora preliminare.

L’INGV utilizza diverse stime di magnitudo. La Magnitudo Locale ML (o Magnitudo Richter, dal nome del sismologo che l’ha proposta) è la più rapida da calcolare ed è la misura più diffusa per stimare l’energia rilasciata dai terremoti crostali. Nelle nostre aree vulcaniche è spesso utilizzata la Magnitudo Durata MD, perché si può calcolare rapidamente, anche se necessita della registrazione completa dell’evento, e perché per essa disponiamo di un’apposita calibrazione che tiene in considerazione le condizioni particolari di propagazione delle onde sismiche all’interno della crosta terrestre interessata da fenomeni vulcanici. La Magnitudo Momento Mw, invece, fornisce una stima accurata e complessiva dell’energia rilasciata dal terremoto ed è particolarmente adatta a stimare l’energia dei terremoti più forti.

Per quanto riguarda l’evento di Ischia, essendosi verificato all’interno di una porzione della crosta molto superficiale ed eterogenea, si è preferito utilizzare come stima dell’energia rilasciata dal terremoto la Magnitudo Durata MD, che è pari a 4.0. Per questa stima sono state utilizzate solo le stazioni della regione vulcanica campana, così che le caratteristiche delle rocce che compongono la crosta di Ischia in termini di velocità delle onde sismiche e di attenuazione potessero essere tenute in considerazione. Ciò non vale per la magnitudo ML, calcolata a tutte le stazioni disponibili della Rete Sismica Nazionale.

Per poter essere localizzati con precisione, i terremoti in zone vulcaniche richiedono modelli di velocità specifici dell’area, sia per la forte variabilità litologica, che per l’alto gradiente geotermico.
Tali modelli sono disponibili e ben verificati per l’area vesuviana e quella etnea, ma non per l’Isola d’Ischia perché, per essere messi a punto e calibrati, deve essere utilizzata la sismicità locale stessa. Dal 1999 a Ischia vi sono stati in media meno di 5 terremoti l’anno (di magnitudo M<2.5), insufficienti per elaborare un modello di velocità di riferimento affidabile. L’utilizzo di modelli non specifici permette di ottenere risultati approssimativi utili alle esigenze immediate di protezione civile e rappresenta l’unica procedura attuabile nei tempi brevissimi richiesti dall’emergenza.

Consapevoli di tale approssimazione, i sismologi dell’INGV hanno per questo iniziato da subito dopo l’evento un percorso di affinamento della localizzazione, utilizzando modelli di velocità prototipali. Questo ha permesso ieri di ottenere un primo risultato migliore che è stato comunicato alla Commissione Grandi Rischi nella riunione di stamattina, 25 agosto 2017, presso la Protezione Civile a Roma. Tale rivalutazione è da considerarsi preliminare, ovvero ancora passibile di raffinamento una volta che sarà determinato un modello di velocità tridimensionale dell’area.

1 km SW Casamicciola Terme (NA)

I parametri ipocentrali presentati alla CGR localizzano il terremoto a 1 km SW di Casamicciola Terme (NA), con coordinate geografiche (lat, lon) 40.74°, 13.90° a una profondità di circa 2 km.

Il forte danneggiamento rilevato nella zona alta di Casamicciola con intensità macrosismica VIII, oltre alla scarsa resilienza del costruito, è dunque imputabile sia alla superficialità dell’evento, che all’amplificazione locale dei terreni che ha dato valori di accelerazione del suolo di circa 0.28 g e di velocità di scuotimento del suolo di quasi 18 cm/s.


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I rilievi macrosismici dei terremoti del 2016-2017 in Italia centrale

In caso di forte terremoto è previsto che l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) metta in campo le squadre per il rilievo macrosismico. Queste si celano dietro l’acronimo QUEST (QUick Earthquake Survey Team) e sono formate da esperti che si dedicano al rilievo macrosismico post-terremoto. Le squadre, che collaborano anche con il Dipartimento della Protezione Civile, hanno il compito di fornire, in tempi relativamente rapidi, il quadro del danneggiamento dovuto all’evento sismico in termini di Intensità macrosismica. Il rilievo viene svolto raccogliendo dati sulla quantità di edifici danneggiati, la loro tipologia e vulnerabilità e sul genere di danno subito.

Il team di QUEST è stato molto attivo anche nel corso della lunga e drammatica sequenza sismica che ha colpito l’Italia centrale nel 2016-2017, eseguendo ripetuti rilievi dopo ciascuna delle scosse più forti che hanno interessato l’area tra Marche, Umbria, Lazio e Abruzzo (24 agosto, 26 e 30 ottobre 2016, 18 gennaio 2017). Complessivamente, a partire dal pomeriggio del 24 agosto 2016 fino alla fine di febbraio 2017 sono stati eseguiti quattro rilievi in cui si sono alternati sul territorio 25 esperti rilevatori di 7 sezioni dell’INGV (Bologna, Catania, Milano, Pisa e le 3 sezioni di Roma), più alcuni rilevatori dell’ENEA e dell’Eucentre di Pavia. In tutto sono state rilevate circa 330 località, la maggior parte delle quali sono state investigate più volte e alle quali sono state assegnati valori di intensità macrosismica sia in scala MCS (Sieberg, 1930) che EMS98 (Grünthal, 1998). Per un approfondimento sulle modalità e le diverse tipologie di rilievo e sull’utilizzo delle due scale macrosismiche si rimanda al post di approfondimento su questo blog.

L’abitato di Arquata del Tronto (AP) dopo il terremoto del 24 agosto 2016 presentava effetti di grado 8-9 sia MCS che EMS (in alto). Dopo gli eventi del 26 e soprattutto del 30 ottobre 2016 lo scenario si è molto aggravato, raggiungendo effetti pari al grado 10 MCS (e 9-10 EMS) – (Foto QUEST).

Secondo le consuete modalità dell’indagine macrosismica condotta da tempo dall’INGV, il rilievo si è svolto nell’area di maggior danneggiamento, osservando il danno visibile all’esterno degli edifici e focalizzando l’indagine sull’edilizia civile e residenziale in quanto maggiormente rappresentativa dal punto di vista macrosismico. Questo perché l’attribuzione dell’intensità, soprattutto in EMS, tiene principalmente conto degli effetti sull’edilizia residenziale in base alle tipologie costruttive e del risentimento nella popolazione.

La vastità dell’area interessata da tutta la sequenza, caratterizzata da forti eterogeneità nelle tipologie edilizie e grande variabilità nei livelli di danneggiamento riscontrati all’interno dei singoli paesi e città, rende necessaria in questa sede una sintesi che non può essere esaustiva. Per maggiori dettagli e approfondimenti si rimanda alle pubblicazioni e ai rapporti elencati in bibliografia (Tertulliani e Azzaro, 2016, 2017; QUEST Working Group, 2016; Galli et al. 2016); alcuni rapporti di QUEST sono pubblicati e disponibili alla pagina web http://quest.ingv.it/index.php/rilievi-macrosismici.

Osservando l’area del danneggiamento si nota che fin dal terremoto del 24 agosto 2016 gli effetti più gravi e distruttivi si sono distribuiti in direzione NNW‐SSE, con una propagazione maggiore verso nord, nelle Marche. All’opposto, forti attenuazioni degli effetti si sono avute verso S-SE (dopo il 24 agosto nell’area di Campotosto, pochi km a sud di Amatrice, non si osservavano danni significativi) e in direzione W-SW. I livelli massimi di danneggiamento causati dalla scossa del 24 agosto (Is ≥ 10 sia MCS che EMS) sono stati riconosciuti in alcune località distribuite sul lato destro della valle del Tronto (alle pendici della Laga), ad eccezione di Pescara del Tronto (frazione di Arquata del Tronto), ubicata su quello sinistro (pendici dei Sibillini).

I terremoti del 26 e soprattutto del 30 ottobre hanno notevolmente aggravato il danneggiamento e lo hanno esteso ad un’area molto più vasta di quella già danneggiata il 24 agosto, mantenendo sempre la stessa direzione NNW‐SSE, parallela a quella delle faglie che hanno generato le diverse scosse principali.

Distribuzione dei valori di intensità EMS dopo il terremoto del 24 agosto 2016 (Mw 6.0 e Mw 5.3) – a sinistra – e dopo gli eventi del 26 (Mw 5.4 e 5.9) e del 30 ottobre 2016 (Mw 6.5) – a destra. Si nota il forte aggravamento a seguito delle scosse di fine ottobre e l’estensione del danneggiamento soprattutto in direzione nord.

La gravità degli effetti e la loro distribuzione sul territorio possono essere in parte spiegati con tre motivazioni:

a) la direttività della sorgente sismica, cioè la direzione in cui si sono propagate le rotture dei singoli segmenti di faglia durante gli eventi principali. Ad esempio, a seguito del terremoto di magnitudo Mw 6.5 del 30 ottobre si è notata una forte attenuazione dell’intensità in direzione W e SW (danni complessivamente leggeri o irrilevanti a Cascia [6-7 EMS sull’intero abitato, ma nel centro storico solo 5 EMS], Cerreto di Spoleto [5 EMS] ecc. a pochi km dall’epicentro) contrapposta ad una forte propagazione dello scuotimento verso N e NE (danni diffusi e importanti a Camerino [7-8 EMS], Tolentino [7 EMS], San Severino Marche [7 EMS], San Ginesio [7-8 EMS] ecc., a distanza significativa dall’epicentro);

b) l’elevata vulnerabilità sismica degli edifici in alcune aree. L’edilizia storica presente nei centri abitati dell’Alto Reatino e della confinante provincia di Ascoli Piceno, lungo la Valle del Tronto, è generalmente molto diversa e notevolmente più vulnerabile di quella che caratterizza sia la Valnerina, in Umbria (zona di Norcia-Preci-Cascia), sia il versante marchigiano dei Monti Sibillini (provincie di Macerata e Fermo). Nel reatino e nella Valle del Tronto, infatti, i centri abitati presentano una forte prevalenza di edilizia storica in pietra; i centri minori, sorti originariamente come insediamenti rurali, sono stati progressivamente adibiti ad uso residenziale (principalmente seconde case) o in parte abbandonati.

Amatrice: edificio con muratura a doppio paramento, con i muri portanti costruiti con pietrame di varia pezzatura, mal assemblato e con leganti poveri. Un esempio di elevata vulnerabilità sismica (Foto QUEST).

Il materiale da costruzione tradizionale è generalmente quello immediatamente disponibile in loco e, in alcuni settori in particolare (ad esempio nelle frazioni di Amatrice sul versante dei Monti della Laga), è costituito da pietrame di pezzatura estremamente varia, generalmente arrotondato o solo rozzamente sbozzato, assemblato in modo incoerente e privo di malte. Le murature portanti, in diversi casi, sono costituite da muri a doppio paramento, non collegato (muratura “a sacco”).

Molti edifici, inoltre, presentano tracce di interventi di ristrutturazione relativamente recenti che hanno però ottenuto l’effetto opposto, andando a peggiorare la vulnerabilità e a rendere queste strutture più fragili. Ad esempio, molti solai in legno sono stati nel tempo sostituiti con rigidi e pesanti solai in laterocemento, senza un adeguato rinforzo delle vecchie murature verticali e senza un’adeguata connessione tra muratura e solaio, compromettendo così l’integrità dell’intera struttura. Abbastanza frequenti sono gli inserimenti di cordoli in calcestruzzo, spesso non armato o con armatura del tutto inadeguata (in qualche caso su un solo lato dell’edificio).

Amatrice: edificio collassato per il peso di coperture e solai in calcestruzzo armato e gravanti su murature fragili e vulnerabili, non progettate per sostenerli (Foto QUEST).

Da tutte queste considerazioni non stupisce il fatto che già a seguito del terremoto del 24 agosto 2016, con epicentro proprio in questa area, gli effetti siano stati altamente distruttivi, con elevata mortalità.

In altri settori – soprattutto sul versante marchigiano a est della catena appenninica – è diffusa un’edilizia in muratura a pietra squadrata con ricorsi in mattoni, molto meno vulnerabile. In queste zone, tuttavia, sono entrati in gioco anche altri fattori.

Nelle aree dell’Umbria e delle Marche interessate da ricostruzioni e ristrutturazioni a seguito di terremoti recenti (Valnerina 1979, Umbria-Marche 1997-98) il grado di danneggiamento è stato molto più contenuto, anche dopo i tre eventi principali del 24 agosto, 26 e 30 ottobre. In foto esempi di edifici a Preci (PG), in alto, e a Sarnano (MC), in basso.

La zona della Valnerina, ad esempio, è stata sede nei secoli passati di forti e ripetuti terremoti (negli anni 1703, 1730, 1859 e 1979 i più forti degli ultimi 3 secoli, più numerosi altri minori – si veda CPTI15 (Rovida et al., 2016) che hanno comportato frequenti ricostruzioni e ristrutturazioni. A queste vanno aggiunte anche le recenti e “virtuose” ristrutturazioni a seguito del terremoto di Umbria-Marche del 1997-98, ben visibili ad esempio nelle catene inserite in numerose murature. Questo è probabilmente uno degli elementi determinanti che spiega perché in paesi come Norcia e Preci i danni nei centri storici siano stati relativamente contenuti – a subire vasti crolli sono state soprattutto le chiese (sulla vulnerabilità particolare delle chiese, e degli edifici monumentali in genere, si rimanda al post di luglio) – nonostante la vicinanza all’epicentro della fortissima scossa del 30 ottobre. Allo stesso modo, anche diverse località del versante marchigiano sono caratterizzate dalla presenza di edifici ricostruiti o rinforzati dopo il 1997 e che per questo presentano una vulnerabilità complessivamente minore;

c) effetti locali di amplificazione (“effetti di sito”), come effetti “di cresta” o “sella” che hanno amplificato lo scuotimento sismico. E’ il caso di centri come Amandola (FM) e Gualdo (MC), già diffusamente danneggiati dalla scossa del 24 agosto e aggravati dopo il 26 e 30 ottobre, oppure San Severino Marche (MC), molto lontano dall’epicentro. Altri esempi sono rappresentati dalla stessa Amatrice (PGA di 0.86 g per il terremoto del 24 agosto) e da alcune sue frazioni ubicate a nord e a est del capoluogo ai piedi della Laga (ad esempio Saletta, Sommati, Casale, San Lorenzo e Flaviano), tutti centri caratterizzati, come abbiamo visto sopra, da un’elevata vulnerabilità che è stata ulteriormente aggravata dall’amplificazione sismica dovuta alla presenza di sedimenti quaternari recenti e incoerenti su cui questi paesi erano stati costruiti. Le frazioni situate a ovest di Amatrice, ubicate sulle arenarie della formazione della Laga, dove l’amplificazione sismica è stata minore, hanno subito danni più contenuti.

Un caso a parte è rappresentato dall’abitato di Pescara del Tronto, fondata verosimilmente sull’accumulo di una antica frana (paleofrana) rimobilizzata in occasione della scossa principale del 24 agosto, proprio nella zona della faglia sismogenetica.

La forte vulnerabilità edilizia e gli effetti locali di sito particolari sono all’origine dell’elevato grado di distruzione (Int. 10-11 MCS e 10 EMS già con la scossa del 24 agosto) riscontrato a Pescara del Tronto (AP), costruita su una paleofrana in zona di faglia (Foto QUEST).

L’insieme di tutti questi elementi ha contribuito a produrre – a seguito dei terremoti del 2016-2017 – un livello di danneggiamento tra i più alti osservati in Italia negli ultimi 100 anni. Nell’area di Amatrice e a Pescara del Tronto già a seguito del terremoto di Mw 6.0 del 24 agosto si sono raggiunti effetti pari al grado 10 EMS (e 10-11 MCS), che si sono aggravati dopo gli eventi del 26 e soprattutto del 30 ottobre, fino a toccare il pieno grado 11 sia EMS che MCS. Effetti di questa gravità (11 MCS) – ancorché “cumulati” a causa delle ripetute, violente scosse –  non si osservavano nel nostro paese da oltre un secolo, cioè dai tempi dei famosi e catastrofici terremoti del 28 dicembre 1908 a Messina-Reggio Calabria e del 13 gennaio 1915 nella Marsica (Abruzzo) (CPTI15; Rovida et al., 2016).

La storia sismica di Amatrice (da DBMI15; Locati et al, 2016) è nota a partire dal terremoto del 1639 (Mw 6.2 CPTI15; Rovida et al., 2016) e fino ad oggi presentava risentimenti sismici massimi pari al grado 9 MCS. La freccia blu a destra indica il devastante grado 11 MCS (e EMS) dovuto al cumulo degli effetti prodotti dalla sequenza del 2016-2017, e rappresenta il massimo storico raggiunto per questa località (NB: Questo dato non compare nel database DBMI15, in quanto la versione attuale del catalogo CPTI15 è aggiornata al 2014).

Lo scenario del danneggiamento complessivo, rilevato dopo le ultime forti scosse del 18 gennaio 2017, con gravi danni estesi per circa 70 km dall’area di Campotosto (AQ) e dal Teramano, a sud, fino a San Severino Marche e Tolentino verso nord, è tra i più vasti, gravi e distruttivi osservati nell’ultimo secolo in Italia.

a cura di Filippo Bernardini (INGV – Bologna) e Andrea Tertulliani (INGV – Roma1).


Bibliografia

Galli P., Peronace E., Tertulliani A. [a cura di] (2016). Rapporto sugli effetti macrosismici del terremoto del 24 Agosto 2016 di Amatrice in scala MCS. Roma, rapporto congiunto DPC, CNR‐IGAG, INGV, 15 pp.  DOI: 10.5281/zenodo.161323

Grünthal G. (Ed.) (1998). European Macroseismic Scale 1998. European Seismological Commission, Subcommission on Engineering Seismology, Working Group Macroseismic Scales, Cahiers du Centre Européen de Géodynamique et de Séismologie, 15, pp. 99. Luxemburg.

Locati M., Camassi R., Rovida A., Ercolani E., Bernardini F., Castelli V., Caracciolo C.H., Tertulliani A., Rossi A., Azzaro R., D’Amico S., Conte S., Rocchetti E. (2016). DBMI15, the 2015 version of the Italian Macroseismic Database. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. doi:http://doi.org/10.6092/INGV.IT-DBMI15

QUEST Working Group: Azzaro R., A. Tertulliani, F. Bernardini, R. Camassi, S. Del Mese, E. Ercolani, L. Graziani, M. Locati, A. Maramai, V. Pessina, A. Rossi, A. Rovida, P. Albini, L. Arcoraci, M. Berardi, C. Bignami, B. Brizuela, C. Castellano, V. Castelli, S. D’Amico, V. D’Amico, A. Fodarella, I. Leschiutta, A. Piscini, M. Sbarra (2016). The 24 August 2016 Amatrice earthquake: Macroseismic survey in the damage area and EMS intensity assessment, Annals of Geophysics, vol. 59, Fast Track 5. doi: 10.4401/ag-7203

Sieberg A. (1930). Geologie der Erdbeben. Handboch der Geophysic, 2, 4, 552-554 [Tabb. 100, 101, 102, 103], Berlin.

Rovida A., Locati M., Camassi R., Lolli B., Gasperini P. [eds] (2016). CPTI15, the 2015 version of the Parametric Catalogue of Italian Earthquakes. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. doi:http://doi.org/10.6092/INGV.IT-CPTI15

Tertulliani A. e Azzaro R. [a cura di] (2016a). QUEST – Rilievo macrosismico in EMS98 per il terremoto di Amatrice del 24 agosto 2016, rapporto interno INGV, Roma, doi: 10.5281/zenodo.160707

Tertulliani A. e Azzaro R. [a cura di] (2016b). QUEST – Rilievo macrosismico per i terremoti nell’Italia centrale. Aggiornamento dopo le scosse del 26 e 30 ottobre 2016, rapporto interno INGV, Roma, doi: 10.5281/zenodo.182694

Tertulliani A. e Azzaro R. [a cura di] (2016c). QUEST – Rilievo macrosismico per i terremoti nell’Italia centrale. Aggiornamento dopo le scosse del 26 e 30 ottobre 2016. Aggiornamento al 21 dicembre 2016, rapporto interno INGV. doi: 10.5281/zenodo.238778

Tertulliani A. e Azzaro R. [a cura di] (2017). QUEST – Rilievo macrosismico in EMS98 per la sequenza sismica in Italia Centrale: aggiornamento dopo il 18 gennaio 2017, Rapporto interno INGV. doi: 10.5281/zenodo.556929

Tertulliani A. – Articolo INGV Newsletter n. 14 con video intervista: http://comunicazione.ingv.it/index.php/2017/newsletter-n-14/1596-quest-e-l-analisi-dei-danni-dopo-le-scosse-del-26-e-30-ottobre-in-italia-centrale


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Il rilievo macrosismico nella sismologia moderna: Il gruppo operativo QUEST dell’INGV

Cos’è e a che serve il rilievo macrosismico

La sismologia moderna è una scienza prevalentemente strumentale. Oggi, infatti, le più recenti tecnologie mettono a nostra disposizione sofisticati e sensibili strumenti di ultima generazione, che permettono di registrare i più piccoli movimenti di deformazione della crosta terrestre, il passaggio delle più deboli onde sismiche, neppure lontanamente percepibili dall’uomo, ma anche le più forti accelerazioni del suolo prodotte dai grandi terremoti. Abbiamo software che, usando i dati strumentali, consentono di ricostruire in 3D la frattura (faglia) che ha generato un forte terremoto e la distribuzione nel tempo e nello spazio di tutte le scosse di una sequenza sismica. In quest’ottica potremmo chiederci che senso abbia rilevare, ancora oggi, gli effetti causati da un terremoto sulle persone, sugli oggetti e sulle costruzioni, e assegnare un’intensità macrosismica ad ogni singola località come già si faceva 100 e più anni fa, agli albori della sismologia come disciplina scientifica.

In realtà la macrosismologia – quella branca della sismologia che studia gli effetti (transitori e permanenti) causati dai terremoti sul contesto antropico e ambientale, classificandoli in gradi di intensità secondo quei particolari strumenti che sono le scale macrosismiche – ha mantenuto un ruolo rilevante nell’ambito delle discipline sismologiche.

Le indagini macrosismiche sui forti terremoti hanno oggi una duplice funzione: da una parte ci sono i rilievi in emergenza svolti solitamente in collaborazione con il Dipartimento della Protezione Civile (DPC) e con altre istituzioni (ENEA, CNR ecc.), che hanno lo scopo di individuare, già immediatamente dopo una forte scossa, l’area maggiormente danneggiata per fornire alla Protezione Civile indicazioni utili alla gestione dell’emergenza. Questo tipo di rilievo viene svolto visionando le località colpite per valutare il danneggiamento generale di ciascuna di esse, danneggiamento che viene poi quantificato con un valore di intensità macrosismica assegnato ad ogni località sulla base della scala Mercalli-Cancani-Sieberg (Sieberg, 1930) – da qui in poi MCS, che è la più idonea per una valutazione necessariamente speditiva.

Esempio di “scheda di campagna” utilizzata e compilata a mano dagli esperti del team QUEST nel corso di un rilievo macrosismico in scala europea EMS98 (sono riconoscibili le somme totali e le percentuali suddivise per classi di vulnerabilità e per i diversi livelli di danno rilevati).

Dall’altra, ci sono i rilievi di dettaglio dell’area più gravemente colpita, che hanno finalità più prettamente scientifiche. Questo tipo di indagine viene svolto sulla base della scala europea EMS98 (European Macroseismic Scale [Grünthal, 1998]), da qui in poi EMS, che contempla una casistica dettagliata di tipologie costruttive e di livelli di danno miranti a rendere il più oggettiva possibile la valutazione dell’intensità. Il rilievo svolto usando la EMS viene eseguito considerando la vulnerabilità e il livello di danno di ogni singolo edificio e quindi andando a considerare, per ogni località, la diffusione statistica dei diversi livelli di danno in relazione alla vulnerabilità sismica delle diverse tipologie edilizie colpite. [*]

Va sottolineato che questo tipo di rilievo NON ha nulla a che vedere con il rilievo di agibilità delle singole unità abitative che viene effettuato da tecnici esperti (ingegneri, architetti), appositamente addestrati e che richiede una stima analitica dei danni con una valutazione di primo intervento ed un giudizio sull’agibilità dell’immobile.

Distribuzione delle intensità macrosismiche “cumulative” relative all’intera sequenza emiliana del maggio-giugno 2012, espresse in scala europea EMS98. La stella nera rappresenta l’epicentro macrosismico (da Graziani et al., 2015).

La finalità scientifica del rilievo macrosismico è principalmente quella di recuperare e classificare lo scenario degli effetti (il dato di base), trasformandolo in un valore (intensità). Uno degli aspetti più interessanti e importanti è il confronto dei valori di intensità di un terremoto moderno con i terremoti  storici della stessa area. Dei terremoti del passato, soprattutto quelli avvenuti prima dell’epoca strumentale moderna (cioè prima degli anni ’70 del secolo scorso), siamo in grado di ricostruire il quadro degli effetti macrosismici (la Sismologia Storica infatti si avvale della macrosismologia per studiare e classificare gli effetti sismici descritti nelle fonti storiche). Utilizzando speciali algoritmi, i dati di intensità vengono convertiti in parametri macrosismici, cioè stime della localizzazione epicentrale e della magnitudo del terremoto del tutto equivalenti ai parametri strumentali moderni. Da qui l’importanza di confrontare la sismicità attuale con quella passata. In questo modo viene arricchito il catalogo parametrico dei terremoti italiani e il relativo database, che a loro volta sono essenziali per le stime di pericolosità sismica .

Una squadra del gruppo operativo QUEST (Quick Earthquake Survey Team) impegnata nel rilievo degli effetti macrosismici a Camerino, dopo l’evento del 30 ottobre 2016

Un aspetto “critico” del rilievo macrosismico è quello rappresentato dal cumulo degli effetti che inevitabilmente si viene a produrre quando si verificano sequenze con forti scosse ravvicinate nel tempo e nello spazio, che portano ad aggravamenti significativi del quadro del danneggiamento iniziale. Quando i singoli eventi sono molto ravvicinati, ad alcune ore o pochissimi giorni di distanza (come avvenne in Umbria-Marche nel 1997, con le due forti scosse del 26 settembre che si verificarono a sole 9 ore l’una dall’altra) è pressoché impossibile distinguerne gli effetti sul territorio e avremo un quadro complessivo, come se si fosse avuto un solo, unico terremoto. Quando invece le scosse più forti avvengono a diversi giorni, o addirittura settimane o mesi di distanza (come in Emilia nel 2012 con le scosse del 20 e 29 maggio, o come in Italia centrale con i terremoti del 24 agosto, 26 e 30 ottobre 2016 e, infine, 18 gennaio 2017), di solito c’è tempo sufficiente per svolgere (almeno parzialmente) un rilievo degli effetti del primo terremoto. I rilievi successivi serviranno a osservare e valutare il progressivo aggravamento degli effetti. Inevitabilmente lo scenario macrosismico finale sarà caratterizzato da intensità cosiddette cumulative (o cumulate), che terranno conto dell’impatto complessivo di tutte le scosse avvenute.

Il gruppo operativo QUEST

Con l’acronimo QUEST (QUick Earthquake Survey Team) è denominato uno dei gruppi operativi dell’INGV che intervengono in caso di emergenza sismica. QUEST è composto da un Team di ricercatori e tecnici esperti di rilievo macrosismico che hanno il compito di fornire, in modo rapido e univoco, il quadro degli effetti nell’area colpita da un terremoto significativo sul territorio italiano, a supporto degli interventi di Protezione Civile e della Comunità Scientifica. Il gruppo è costituito in gran parte da personale afferente istituzionalmente alle varie Sezioni dell’INGV, ma è supportato anche da operatori appartenenti ad altre amministrazioni (Università, DPC, ENEA, CNR, INOGS e altre), che hanno ripetutamente partecipato ad analoghe attività.

Il protocollo di intervento prevede che il gruppo si attivi quando sul territorio nazionale avviene un evento sismico potenzialmente sopra la soglia del danno, cioè generalmente con magnitudo uguale o superiore a 5.0 (che scende a 3.5 nelle aree vulcaniche), o anche inferiore quando vi siano comunque notizie di danni apprezzabili.

Oltre al personale attivo sul campo, le attività del gruppo QUEST prevedono anche la presenza di personale in sede che segue da remoto le operazioni delle squadre impegnate in campagna, ne supporta a livello logistico le attività e gli spostamenti sul territorio, e ne recupera e cataloga le informazioni e i dati via via raccolti.

Tra le rovine di Onna (AQ) dopo il terremoto aquilano del 6 aprile 2009

Il team di QUEST opera dai primi anni 2000 ed è intervenuto sul territorio non solo a seguito dei più importanti e distruttivi terremoti avvenuti in questi anni (Molise 2002, L’Aquila 2009, Emilia 2012, Italia centrale 2016-2017), ma anche in occasione di numerosi eventi “minori” che comunque hanno avuto un impatto significativo a livello locale (si veda la pagina http://quest.ingv.it/index.php/rilievi-macrosismici).

Il prossimo post sarà dedicato proprio alle attività svolte dal gruppo QUEST nell’area dell’Italia centrale colpita dalla lunga e distruttiva sequenza iniziata con il terremoto di Amatrice del 24 agosto 2016.

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a cura di Filippo Bernardini (INGV-Bologna) e Andrea Tertulliani (INGV – Roma1)


[*] Nelle indagini macrosismiche gli effetti subiti da un singolo edificio da soli non sono statisticamente significativi per valutare l’impatto di un terremoto su una determinata località. L’intensità macrosismica, infatti, per come è stata concepita fin dai tempi di Giuseppe Mercalli (1850-1914) vuole rappresentare una misura dello scuotimento del suolo che ha coinvolto una determinata località nel suo complesso; perciò, per assegnare un valore scientificamente utile va sempre considerato l’edificato di una località nel suo insieme. In altre parole, anche quando il rilievo viene fatto in modo dettagliato edificio per edificio, la scala EMS prevede che il valore di intensità finale per ogni località venga stimato sulla base delle percentuali delle diverse classi di vulnerabilità edilizia esistenti nella località e dei relativi livelli di danno in rapporto al numero totale di edifici. In questo modo si riduce il peso statistico di un singolo edificio, che può subire danni per problemi intrinseci che ne aumentano la vulnerabilità e che non sono necessariamente riconducibili al livello dello scuotimento del suolo: età e caratteristiche della costruzione, eventuali difetti strutturali, caratteristiche del terreno in cui affondano le sue fondazioni ecc.. Per questo motivo i danni sporadici (a pochissimi, isolati edifici) in un centro abitato pesano poco o nulla sulla valutazione dell’intensità per quel centro. Ed ecco anche perché dalle stime macrosismiche di solito viene esclusa l’edilizia di tipo monumentale, come le chiese, che sono edifici di solito con una vulnerabilità sismica molto particolare (non è raro, soprattutto nel caso di terremoti di magnitudo media, attorno a 5.0, trovare località dove gli unici danni riguardano chiese e vecchi palazzi storici) e numericamente poco significativi.

Bibliografia

Graziani L., F. Bernardini, C. Castellano, S. Del Mese, E. Ercolani, A. Rossi, A. Tertulliani, and M. Vecchi (2015). The 2012 Emilia (Northern Italy) earthquake sequence: An attempt of historical reading, Journal of Seismology, vol. 19, n. 2, pp. 371-387; DOI: 10.1007/s10950-014-9471-y

Grünthal G. (Ed.) (1998). European Macroseismic Scale 1998. European Seismological Commission, Subcommission on Engineering Seismology, Working Group Macroseismic Scales, Cahiers du Centre Européen de Géodynamique et de Séismologie, 15, pp. 99. Luxemburg.

Sieberg A. (1930). Geologie der Erdbeben. Handboch der Geophysic, 2, 4, 552-554 [Tabb. 100, 101, 102, 103], Berlin.


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Aggiornamento evento sismico nei pressi dell’Isola di Ischia (NA), la sismicità storica dell’isola

Ad oltre 12 ore dall’evento sismico localizzato dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia a 3 chilometri a nord dell’Isola di Ischia, non sono state registrate altre scosse rilevanti ma esclusivamente una trentina di piccoli terremoti di bassissima magnitudo (minore di 1).

L’isola d’Ischia, la più grande delle Isole Partenopee che chiude a ovest il Golfo di Napoli, ha una sismicità storica ben conosciuta.

Il Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani CPTI15 (Rovida et al., 2016) contiene i parametri epicentrali di 12 terremoti localizzati nell’isola o a mare negli immediati dintorni (rappresentati ed elencati nella figura e nella tabella qui sotto), con magnitudo Mw compresa tra poco meno di 3.0 e poco superiori a 4.0. Il più antico di questi terremoti avvenne il 2 novembre 1275, il più recente risale al 23 aprile 1980.

Terremoti dell’Isola d’Ischia nel catalogo CPTI15 (Rovida et al., 2016)

La maggior parte di questi eventi era già nota al grande repertorio descrittivo di terremoti italiani compilato da Mario Baratta alla fine dell’Ottocento e pubblicato nel 1901. Gli studi svolti nell’ultimo ventennio hanno documentato con un buon livello di approfondimento gli effetti di tutti i terremoti noti che hanno interessato l’isola.

Anno Me Gi Or Mi Area epicentrale Ref Lat Lon Imax Mw ErMw
1275 11 02     Isola d’Ischia CFTI4med 40,743 13,942 8-9 4,01 0,5
1557 Isola d’Ischia MOLAL008 40,721 13,953 D 3,5 0,5
1762 07 23 Isola d’Ischia AMGNDT995 40,746 13,909 6-7 3,5 0,5
1767 Isola d’Ischia AMGNDT995 40,735 13,919 D 3,5 0,5
1796 03 18 16 30 Isola d’Ischia CFTI4med 40,746 13,909 8 3,88 0,5
1828 02 02 09 15 Isola d’Ischia CFTI4med 40,745 13,899 9 4,01 0,5
1841 03 06 12 Isola d’Ischia MOLAL008 40,749 13,899 6 3,25 0,5
1863 01 30 11 30 Isola d’Ischia MOLAL008 40,746 13,909 5 2,87 0,5
1867 88 15 23 30 Isola d’Ischia MOLAL008 40,746 13,909 5-6 2,99 0,5
1881 03 04 12 15 Isola d’Ischia CFTI4med 40,747 13,895 9 4,14 0,5
1883 07 28 20 25 Isola d’Ischia CFTI4med 40,744 13,885 10 4,26 0,5
1980 04 23 11 11 Isola d’Ischia MOLAL008 40,718 13,89 5 4,37 0,2

I terremoti principali sono datati rispettivamente 1275, 1796, 1828, 1881 e 1883.

Caratteristica di questi terremoti è che a stime di magnitudo piuttosto modeste (valori calcolati con procedure specifiche per terremoti di area vulcanica e con valori di incertezza molto forti) corrispondono effetti di intensità macrosismica molto elevata e distruttiva (X MCS nel 1883 a Casamicciola), che però in genere interessano un’area estremamente limitata, mentre  l’area di risentimento è in genere poco estesa.

Questi scenari particolarmente drammatici – riscontrabili nella storia sismica di Casamicciola – sono indubbiamente frutto di un concorso di fattori complesso e da analizzare però caso per caso.

Storia sismica osservata di Casamicciola (Locati et al., 2016)

Tra le concause che in passato hanno determinato la elevata consistenza degli effetti ci sono gli ipocentri molto superficiali, la geologia dell’isola, la vulnerabilità del patrimonio edilizio e elevata densità abitativa.

L’isola è compresa nella regione vulcanica flegrea e ha avuto numerose eruzioni in tempi protostorici e storici, ma l’ultimo di questi fenomeni (eruzione di Arso) risale al 1301; i terremoti che costituiscono la storia sismica di Ischia non sono comunque accompagnati da attività eruttiva.

La fragilità del suolo è invece evidente, come attesta la frequenza delle frane: la più antica ben documentata storicamente risale alla seconda metà del Duecento, la più recente è avvenuta il 10 novembre 2009 quando un costone del monte Epomeo si è staccato a causa di abbondanti piogge causando una frana che ha raggiunto il porto di Casamicciola, causando una vittima e numerosi feriti.

L’antropizzazione è antichissima, con tracce preistoriche dal 1400 a.C. e una colonizzazione greca dall’VIII secolo a.C. La presenza di minerali, la fertilità del suolo vulcanico e la presenza di sorgenti termali hanno favorito la presenza umana in tutto il periodo storico. Il terremoto del 28 luglio 1883 causò più di 2000 vittime perché capitò nel pieno della stagione turistica, quando gli alberghi erano affollatissimi (la stampa dell’epoca lo ribattezzò, non a caso, “il terremoto dei ricchi”). Ma non bisogna dimenticare che solo poco più di due anni prima un altro forte terremoto, il 4 marzo 1881, aveva prodotto danni altrettanto gravi, e il patrimonio edilizio dell’isola era evidentemente in pessime condizioni.

Un cenno particolare merita il caso del terremoto più recente, quello del 23 aprile 1980, che nel Catalogo CPTI15 presenta un valore di magnitudo relativamente elevato per quest’area (Mw 4.37); questo valore deriva da un dato strumentale (Mw 4.6, ISC) affetto da molte incertezze (incertezze che riguardano anche la localizzazione: l’Osservatorio Vesuviano lo riteneva localizzato a 20 km a Sud di Ischia) combinato alla magnitudo macrosismica (3.1) per un terremoto che produsse spavento ma non danni. Questo terremoto esemplifica chiaramente la variabilità delle stime di localizzazione, di magnitudo e anche di intensità macrosismica con le loro incertezze.

Con il contributo di Viviana Castelli e Romano Camassi (INGV Bologna)


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