Il terremoto del 16 dicembre 1857 in Basilicata, le radici della fotografia scientifica dei terremoti

Quando nella notte del 16 dicembre 1857  uno dei più disastrosi terremoti della storia sismica italiana devastò e portò la morte in un’ampia area del Vallo di Diano e dell’alta Val d’Agri, probabilmente anche Alfonse Bernoud a Napoli sentì violentemente il terremoto. Giusto il tempo che si sapesse, dalle prime frammentarie notizie, la drammatica gravità dell’evento e Bernoud senza indugio si preparò a intraprendere la prima campagna fotografica di un terremoto mai realizzata al mondo. Fra la fine di dicembre 1857 e gennaio 1858 compì tre spedizioni per documentare le distruzioni causate dal terremoto.

Tre fotogrammi di fotografie stereoscopiche utilizzate per realizzare l’incisione della veduta da ovest della parte alta di Polla distrutta dal terremoto del 16 dicembre 1857.

Ma chi era Bernoud e in cosa sta la straordinarietà della sua azione?

Alphonse Bernoud

Con la liberalizzazione della dagherrotipia da parte di François Arago, annunciata a Parigi il 19 agosto 1839, nacque l’arte della fotografia, la tecnica per dipingere con la luce. Un gran numero di operatori muniti di tutti gli strumenti necessari varcò le Alpi per cercare di diffondere nelle città italiane non solo la “divina scoperta”, ma anche per avere un’affermazione economica e commerciale, sfruttando tempestivamente i grandi entusiasmi suscitati dallo “specchio dotato di memoria” come lo aveva definito, con molta proprietà e con espressione quanto mai felice, Oliver Wendel Holmes. D’altra parte le fotografie delle città d’arte e dei monumenti italiani avrebbero rappresentato una fonte sicura di guadagno fuori dall’Italia. Nato nel 1820 a Meximieux (Lione), Jean Baptiste (in arte Alphonse) Bernoud verso il 1845 giunse in Italia per intraprendere il “mestier nuovo” e raggiunse ben presto una fama tale da divenire il fotografo della corte reale borbonica e poi del re d’Italia, Vittorio Emanuele II di Savoia. Dopo aver operato per anni in diverse città tra cui Genova, Firenze, Livorno, Siena e Roma, dal luglio 1858 Bernoud si stabilì a Napoli. In quel periodo egli mise a punto un nuovo metodo per colorare i dagherrotipi così reclamizzato: “Ritratti fotogenici all’acquerello. Metodo nuovo e tutto speciale di Alphonse Bernoud professore di fotografia”. Le prove fino a ora rintracciate (un dagherrotipo stupendo è conservato nella collezione Malandrini degli archivi Alinari) sono sempre di altissimo livello. In questi anni Bernoud raggiunse una grande qualità tecnica e partecipò ad alcune esposizioni in Italia (Toscana 1854) e all’estero Parigi (1855 e 1857) dove venne premiato con due ambitissimi riconoscimenti. Sull’onda di questa giusta notorietà Bernoud si portò prima a Roma dove quasi sicuramente scattò molte fotografie, anche in formato stereoscopico, dei monumenti più importanti di questa città e poi a Napoli, che divenne la sua sede operativa più importante, dove aprì due atelier. A seguito della fama raggiunta per la sua abilità tecnica e artistica esplicata nell’esecuzione di ritratti e di vedute, ebbe un’affermazione ampia e incondizionata nel pubblico napoletano e soprattutto nell’ambiente assai vivace e internazionale della corte borbonica. A Napoli Bernoud rivelò tutta la sua complessa personalità. Oltre a una straordinaria dinamica di spostamenti, da un luogo a un altro per essere al posto giusto nel momento giusto, Bernoud ebbe la sottile capacità di intuire i fatti salienti del suo tempo dei quali fu spettatore e cronista. Egli non conobbe ostacoli: aiutato da una robusta salute e da una prestanza fisica eccezionale poté affrontare con relativa facilità i disagi dei viaggi lungo tutta la penisola o recarsi all’estero. Per questo suo contatto frequente con l’estero, Bernoud fu tra i primi in Italia ad introdurre le novità fotografiche e tutti i miglioramenti apportati alla tecnica fotografica, in quegli anni di grande evoluzione. Nel campo della stereoscopia Bernoud fu un vero pioniere, come testimoniano le sue vedute effettuate con questo mezzo. Come tutti gli stereoscopisti di quel periodo, egli in un primo momento impiegò una sola macchina scattando prima un’immagine e, dopo uno spostamento di pochi centimetri, pressappoco come a distanza pupillare, la seconda immagine.

Bernoud e Il terremoto del 16 Dicembre 1857

Appresa la notizia del terremoto del 16 dicembre, fra il 21 e il 22 dicembre, Bernoud partì per una prima ricognizione, come testimoniato da una lettera di raccomandazione al Ministro della Polizia borbonica:

recasi in cotesta Provincia il fotografo Signor Alfonso Bernoud, al fine di ritrarre delle vedute su’ luoghi di disastri che hanno testé desolato le contrade della Basilicata. […] la prego che a quest’ultimo Signor Bernoud vengano usate tutte le agevolazioni” (Lettera di Trojano Folgori al direttore del Ministero della Polizia generale, Napoli 20 dicembre 1857).

Partire per una campagna fotografica a quel tempo era molto impegnativo sia dal punto di vista tecnico e logistico sia dal punto di vista delle autorizzazioni e della sicurezza personale. Le fotografie venivano realizzate su lastre fotografiche con l’uso di ingombranti e pesanti macchine fotografiche di legno, metallo e vetro ottico. Le operazioni di inserimento delle lastre fotografiche negli appositi caricatori (chassis) dovevano avvenire al riparo della luce sotto apposite tende. Per questo Bernoud aveva con sé un aiutante con uno zaino che riportava la scritta “A. Bernoud Photographe”. Questo zaino figurava spesso nelle fotografie e rappresenta una sorta di firma anti-pirateria, come diremmo oggi. Segno evidente che anche allora occorreva difendersi dalle riproduzioni abusive.

Da sinistra a destra: camera oscura per reportage in esterni costituita da una tenda dentro la quale, al riparo dalla luce venivano effettuate tutte le operazioni di caricamento delle macchine fotografiche. Caricatura della fatica del fotografo nella copertina del volume di Cuthbert Bede Photographic Pleasures (1855). Fotogramma di sinistra della foto stereoscopica di Bernoud delle rovine di Santa Trinità a Polla in cui si vede, in alto a sinistra, l’assistente di Bernoud con lo zaino delle attrezzature fotografiche. Un’accurata analisi permette di distinguere sullo zaino la scritta “A. Bernoud Photographe” (Coll. Royal Society n. 166).

Muoversi con questa attrezzatura era già complicato in condizioni normali, figuriamoci in zone impervie dell’entroterra lucano devastato dal terremoto e insicuro per non rari episodi di brigantaggio. Nonostante ciò, Bernoud fu in grado in pochi giorni di spingersi fino ai paesi più colpiti del Vallo di Diano (Lucania occidentale o interna) e rientrare il 28 di dicembre a Napoli.

Le prime immagini divennero famose soprattutto attraverso il settimanale parigino L’Illustration, che le pubblicò il 9 gennaio 1858 in una corrispondenza inviata da Napoli dal giornalista e scrittore Marc Monnier, con notizie dettagliate della grave calamità. Per poterle pubblicare, le fotografie dovettero essere trasformate in incisioni. Così Monnier ricorda la prima missione di Bernoud:

“Un fotografo di grande abilità, il Signor Bernoud […] è accorso immediatamente nella città distrutta. È ritornato ieri (28 dicembre) con parecchie fotografie stereoscopiche sviluppate in gran fretta: vi invio le più caratteristiche.” (L’llustration, Journal Universel 9 gennaio 1858).

Fra la fine di dicembre 1857 e la seconda metà di gennaio 1858 Bernoud completò le sua campagna fotografica, spingendosi ad Auletta, Atena Lucana, Tito, Vignola (Pignola), Paterno, Marsico Nuovo e Potenza. Alcune di queste fotografie furono pubblicate dall’llustration e sull’Illustrated London News.

Da sinistra a destra: fotogramma di sinistra della foto stereoscopica di Bernoud di Porta Salza a Potenza con i danni per il terremoto (Coll. Royal Society n. 305) e a seguire le incisioni tratte da questa fotografia e pubblicate sull’Illustration (30 gennaio 1858) e l’Illustrated London News (23 gennaio 1858).

Robert Mallet e le fotografie del disastro

Con il supporto di un finanziamento di 150 sterline da parte della Royal Society di Londra, il 27 gennaio 1858 l’ingegnere irlandese Robert Mallet partì dalla capitale inglese per studiare il terremoto che aveva devastato alcune aree interne del Regno di Napoli. Mallet arrivò a Napoli il 5 febbraio 1858, quando Bernoud aveva già portato a termine ben tre ricognizioni fotografiche esponendone i risultati in uno dei suoi studi. In quei giorni, oltre a trovare accompagnatori, attrezzature e viveri per il suo viaggio, Mallet vide le immagini di Bernoud che trovò, pur artistiche ma di scarsa utilità per la scienza. Ottenuto finalmente il permesso di proseguire verso l’interno del regno, il 10 febbraio Mallet partì per le zone colpite dal terremoto. In una lettera del 18 febbraio a Charles Lyell, Mallet spiegò l’importanza che il mezzo fotografico avrebbe potuto avere per la sua missione scientifica e, rammaricato di non aver potuto portare con sé un fotografo, chiese all’amico di intercedere presso la Royal Society per un ulteriore finanziamento di 50 sterline al fine di  affidare a “un signore francese” oppure a un altro eccellente fotografo a Napoli, la documentazione fotografica degli oggetti e delle vedute che lui reputava interessanti e di cui stava stilando un elenco.

Sarebbe valsa una qualsiasi somma se avessi potuto portare con me un fotografo come avevo tanto desiderato – un signore francese è stato in alcuni dei paesi ma le sue vedute sono di scarsa utilità per la scienza – il modo migliore sarebbe stato di poterlo dirigere al momento della veduta da riprendere – spesso sarebbe di parti degli interni – di statue o di immagini e di altri oggetti spostati o scagliati ecc.  Io ho fatto un elenco strada facendo degli oggetti principali e delle vedute di quelli che sarebbero ancora molto interessanti da fotografare, e ho l’intenzione ritornando a Napoli entro circa otto giorni da oggi di tentare di accordarmi sul contratto con il francese per ripercorrere le mie tappe e fotografare queste vedute.  Robert Mallet  (Lettera di R. Mallet a Ch. Lyell, Tramutola 18 febbraio 1858).

L’eccellente fotografo di cui parla Mallet è certamente Bernoud, mentre il “signore francese” con cui prese accordi è dimostrato essere Claudio Grillet (ma che Mallet cita come Grellier, probabilmente confondendo il nome), di cui scrive il 6 marzo 1858 a Lyell che “si era già recato nelle Province (e allo stesso tempo e in alcuni dei luoghi in cui ero stato)”. Eppure, delle 156 fotografie che Mallet utilizzò nel redigere il suo Rapporto (Mallet 1862), almeno 57 sono di Bernoud  (Bechetti e Ferrari 2004). Quelle allegate al manoscritto del Rapporto, conservato presso la Royal Society di Londra, sono le prime fotografie degli effetti di un terremoto, oltre che di molti dei paesi ritratti. In particolare, costituiscono i primi documenti scientifici per la nascente sismologia e un rilevante patrimonio di informazioni grazie al quale oggi è possibile ricostruire molte delle trasformazioni paesaggistiche intercorse negli ultimi 150 anni (Ferrari, Caciagli e Tarabusi 2004).

Da sinistra a destra: Pertosa – Rovine nella zona ovest con persone e animali in posa. (n.146 Coll. Roy. Soc). L’immagine è sicuramente di Bernoud ed è fra quelle considerate da Mallet artistiche, ma per lui inutili. Trinità – Rovine della Chiesa della Santa Trinità (n.209 Coll. Roy. Soc). E’ certamente una delle fotografie commissionate da Mallet a Grillet, come si evince dalle misure angolari che ne trae l’ingegnere irlandese.

Le 156 fotografie allegate al Rapporto di Mallet

Le fotografie allegate al manoscritto del Rapporto di Mallet si possono dividere in due gruppi a seconda del formato: il primo gruppo è composto da 36 foto monoscopiche, realizzate su commissione di Mallet, da C.Grillet, mentre le restanti 120 sono stereoscopiche montate su cartoncini di vario tipo e attribuibili solo in parte a Bernoud in maniera certa, anche se le foto furono tutte commissionate da Mallet a Grilllet. Si è ipotizzato che Grillet, non riuscendo a completare un così complesso e rischioso reportage fotografico, abbia spedito a Mallet anche foto di Bernoud, rendendole anonime. Ma non del tutto, infatti in alcune delle fotografie compare l’assistente di Bernoud con uno zaino sul quale è scritto chiaramente “A.Bernoud Photographe”.

Camera stereoscopica ideata nel 1852 dall’ottico di Manchester J.B. Dancer.

Questo espediente serviva a evidenziare le dimensioni del soggetto della foto oltre a tutelare, come si è detto, la proprietà del lavoro contro i “pirati di immagini”. Le coppie stereoscopiche sono state eseguite con una macchina stereoscopica quasi sicuramente con il metodo del collodio albuminato inventato da Taupenot (lastra al collodio secco) e variato da Bernoud stesso, che permetteva di preparare le lastre alcuni mesi prima dell’uso. Bernoud fu un vero pioniere in questo tipo di fotografia e la lunga esperienza, accumulata in vari anni di pratica, gli permetteva di padroneggiare il mezzo tecnico – fotografico con assoluta sicurezza e ottimi risultati. Durante le sue campagne fotografiche del terremoto, egli eseguì circa 150 immagini che, considerate le difficoltà di spostamento e la complessità delle operazioni, costituiscono il più ampio reportage mai eseguito fino ad allora. Per realizzare tali immagini impiegò prevalentemente la macchina stereoscopica, anche perché il piccolo formato delle lastre negative (7,7×7,5 cm circa) permetteva quasi l’istantanea, abbreviando di molto il tempo di posa. Due lastre di questo formato pesavano assai meno di una lastra grande ed erano più maneggevoli.

Il problema delle attribuzioni

Bernoud fece molte più foto stereoscopiche di quelle presenti nella collezione conservata alla Royal Society di Londra. L’archivio privato di Salerno, in particolare, conserva la più completa raccolta di foto di Bernoud del terremoto del 1857 finora reperita e comprende 71 fotografie stereoscopiche numerate dallo stesso Bernoud. Lo studio comparato delle fotografie di Bernoud note e delle 120 immagini stereoscopiche allegate al manoscritto del Rapporto di Mallet ha permesso di identificare alcuni elementi distintivi dello stile fotografico dell’illustre fotografo francese: la frequente presenza dello zainetto con la scritta “A.Bernoud Photographe” e di persone chiaramente in posa, il cartiglio firmato, le annotazioni sul fronte in lingua italiana. Inoltre, 18 delle fotografie allegate al Rapporto di Mallet coincidono con altrettante foto note di Bernoud. Per contro, le foto verosimilmente realizzate da Grillet per Mallet sono prive di persone e il cartiglio è anonimo, mentre le scritte sono sempre in francese. È così risultato che 57 fotografie (48%) sono attribuibili a Bernoud e 38 (32%) a Grillet, mentre le restanti 25 non sono risultate attribuibili sulla base dei parametri a disposizione.

Mallet e Grillet: la trattativa e i costi del nuovo reportage fotografico

Al suo rientro a Napoli, il 28 febbraio, Mallet trovò un telegramma da Londra che lo autorizzava ad affidare un reportage fotografico a Grillet a corredo della sua missione, come da lui richiesto a Lyell nella lettera del 18 febbraio.  In una nuova lettera del 6 marzo 1858 a Lyell, Mallet affermava:

Mi aspetto di concludere la trattativa [con Grillet] oggi e credo che sarà sostanzialmente come segue: ho preparato un elenco preciso dei luoghi, delle scene e degli oggetti seguendo l’intero tracciato del mio percorso che lui dovrà seguire e fotografare – il numero totale di vedute è di circa 125. Di queste una trentina sono da ingrandire essendo principalmente scene che dimostrano le relazioni delle cittadine ecc. rispetto al paesaggio circostante o adiacente – le loro formazioni ecc. ecc. Le altre saranno di dimensioni stereoscopiche che sarà del tutto sufficiente io ritengo per mostrare gli oggetti vicini con chiarezza. Devo garantire a una cifra tra le 40 e le 50 sterline (non ancora definito con esattezza) e prendere un numero fisso (dieci) copie di ciascuna veduta ad una tariffa fissa cadauna che sarà di circa 3 carlini per le piccole e il doppio per le vedute più grandi. Non ci sarà alcuna difficoltà immagino a piazzare le 10 serie di rovine a pari prezzo o persino a prezzo superiore a Londra e noi possiamo avere tutte le serie che vogliono – Grellier [Grillet] terrà e rimarrà proprietario dei negativi.

Nonostante la fiducia di Mallet nei confronti di Grillet, il fotografo inviò a Mallet le fotografie molto più tardi del previsto, molte delle quali senza didascalie o indicazioni dei luoghi fotografati, rendendo molto difficoltosa da parte di Mallet la ricostruzione a memoria di molti luoghi rappresentati. Questo sarà motivo, in alcuni documentati casi, di errori di identificazione di vedute di paesi da parte di Mallet, a cui si è potuto risalire attraverso una massiccia campagna di rilievi sul territorio alla ricerca di persistenze e mutazioni proprio a partire dalle foto del Rapporto di Mallet (Ferrari, Caciagli e Tarabusi 2004). Uno dei casi più eclatanti è la foto monoscopica attribuita a Viggiano (PZ), che in realtà rappresenta Caggiano (SA).

Due esempi di foto monoscopiche di Grillet. Da sinistra a destra: Caggiano – veduta sud-ovest (n.271 Coll. Roy Soc.) erroneamente attribuita a Viggiano da Mallet e ciò che restava del Palazzo Giliberti di Grumento Nova, allora Saponara (n. 251 Coll: Roy Soc.).

a cura di Graziano Ferrari (INGV – Amministrazione Centrale).


Bibliografia

Becchetti P., Ferrari G. (2004). Fotografia e osservazione scientifica. Il reportage di Alphonse Bernoud nelle aree del terremoto del 16 dicembre 1857. In: Ferrari G. (2004-2009) pp. 63-92.

Ferrari G. (2004-2009) (a cura di), Viaggio nelle aree del terremoto del 16 dicembre 1857, Bologna, 6 voll. e  3 DVD ROM multimediali.

Ferrari G., Caciagli M. e Tarabusi G., (2004). Sulle tracce di Robert Mallet e Alphonse Bernoud: paesaggi naturali e antropici che cambiano. In: Ferrari G. (2004-2009) pp. 289-312.

Mallet R. (1862). Great Neapolitan earthquake of 1857. The first principles of observational seismology, Londra. Traduzione italiana in Ferrari G. 2004-2009, vol. 2.


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La deformazione del suolo ad Ischia rilevata dalla Rete tiltmetrica

Il monitoraggio tiltmetrico: a cosa serve?

Il monitoraggio tiltmetrico rappresenta una delle tecniche più usate nel rilevamento della deformazione del suolo in aree vulcaniche, in quanto consente lo studio della cinematica delle aree vulcaniche avvalendosi della registrazione in continuo della variazione d’inclinazione della superficie terrestre nei luoghi in cui sono installati i tiltmetri.

E’ proprio la variazione dell’angolo di inclinazione (tilt), misurata da questi sensori, che consente di correlarla eventualmente alla deformazione indotta in superficie dai potenziali cambiamenti della pressione magmatica dovuti all’accumulo e/o allo spostamento di magma all’interno della struttura vulcanica o semplicemente dalla circolazione dei fluidi idrotermali (vedi Figura 1).

Figura 1 – Schema delle deformazioni del suolo registrate da un tiltmetro durante le fasi: pre-eruttiva (stage 1), eruttiva (stage 2) e post-eruttiva (stage 3); [Dvorak e Dzurisin, 1997]

Oltre al monitoraggio delle aree vulcaniche, le informazioni ottenute dallo studio dei segnali tiltmetrici hanno un vasto campo di applicazione che va dal controllo strutturale di grandi opere ingegneristiche come dighe, ponti, ecc., allo studio della marea crostale.

La variazione di tilt o ground tilt registrata da un tiltmetro è la variazione lungo una determinata direzione dello spostamento verticale, quindi una misura di come cambia la pendenza del suolo nel tempo. Lo spostamento verticale del suolo, invece, è misurabile con il GPS in maniera continua oppure mediante tecniche di interferometria SAR o anche attraverso livellazioni di alta precisione lungo linee altimetriche appositamente realizzate.

I sensori utilizzati dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia – Osservatorio Vesuviano (INGV-OV) sono tiltmetri elettronici biassiali con trasduttore a bolla che misurano le variazioni di inclinazione del suolo lungo due direzioni ortogonali (indicate come X e Y nelle Figure 2a e 3).

Il trasduttore è costituito da un tubicino di vetro (uno per ogni asse) contenente un fluido elettrolitico e chiuso agli estremi da tre elettrodi inseriti in un circuito elettrico a ponte che, ogni qualvolta viene sbilanciato in seguito ad una rotazione (o ad una accelerazione) genera una tensione elettrica proporzionale all’entità del tilt (Figura 2b).

Nel monitoraggio delle componenti di inclinazione della deformazione del suolo vengono impiegati 3 tipi diversi di sensore: quelli analogici che possono essere di tipo superficiale o da pozzo (Figura 2a) e quelli digitali che sono solo da pozzo (Figura 3).

Figura 2 – a) Tiltmetri analogici. b) Principio di funzionamento del trasduttore inclinometrico.

Il monitoraggio tiltmetrico viene effettuato già da molti anni nelle aree vulcaniche campane ed attualmente questi segnali geofisici sono acquisiti da 3 Reti:

  • Rete tiltmetrica dei Campi Flegrei con 10 stazioni, di cui 4 attrezzate con sensori analogici di superficie, 3 attrezzate con sensori analogici da pozzo (Figura 2a) e 3 attrezzate con sensori biassiali digitali da pozzo di ultima generazione (Figura 3).
  • Rete tiltmetrica del Vesuvio costituita da 7 stazioni, di cui 3 attrezzate con sensori analogici di superficie e 4 attrezzate con sensori digitali da pozzo.
  • Rete tiltmetrica dell’Isola d’Ischia con 3 stazioni attrezzate con sensori digitali da pozzo.

Poiché i segnali registrati dai sensori di superficie (operanti in gallerie o pozzetti poco profondi) sono influenzati da fattori ambientali, come le variazioni di temperatura, la pressione, le precipitazioni e le variazioni della falda acquifera, che possono mascherare la reale deformazione misurata, negli ultimi anni sono stati utilizzati i sensori da pozzo di tipo digitale, calati in pozzi perforati a – 25 m dal piano campagna.

L’unità di misura angolare utilizzata in ambito tilmetrico è il µradiante (microradiante), equivalente ad uno spostamento verticale del suolo di 1 mm ad 1 km di distanza; poiché però sia i sensori tiltmetrici di superficie che quelli da pozzo misurano un campo sufficientemente vicino e quindi al massimo di qualche centinaio di metri, può essere considerata attendibile l’equivalenza di 1 µradiante ad uno spostamento di 0.5 mm a 500 m di distanza.

Rete Tiltmetrica di Ischia e specifiche tecniche

L’INGV- OV ha realizzato nell’aprile 2015 una rete di 3 tiltmetri sull’Isola di Ischia, nell’ambito del Progetto Vulcamed. La sua geometria è stata progettata considerando gli allineamenti strutturali, la morfologia dell’Isola [de Vita et al., 2010], l’andamento della deformazione del suolo dedotto dalle misure ottenute attraverso le campagne di livellazione geometriche di precisione effettuate in oltre 20 anni [Del Gaudio et al., 2011], nonché la fattibilità degli scavi [Aquino et al., 2014].

Le 3 stazioni tiltmetriche sono state installate nelle seguenti località:

  • Stazione ISC (settore NE), situata nel Comune di Ischia, in prossimità dell’Acquedotto EVI in località Montagnone Alto; il sensore è collocato in un deposito di piroclastiti che ricopre il duomo lavico di Montagnone;
  • Stazione BRN (settore SE), situata nel Comune di Barano d’Ischia, in Località Vateliero; il sensore è posizionato nella coltre eluvio-colluviale su depositi di frana e di piroclastici del Vateliero;
  • Stazione FOR (settore SW), situata nel Comune di Forio, in località Panza; il sensore è collocato nel tufo.

I 3 tiltmetri digitali da pozzo sono stati installati a profondità comprese tra 25 e 27 m dal piano campagna (Figura 3). I segnali acquisiti in digitale sono trasmessi al Centro di Monitoraggio dell’INGV- OV. Ogni stringa di dati contiene le componenti NS ed EW direttamente in µradianti, l’azimuth magnetico in gradi, la temperatura in °C, la data e l’ora, i minuti, i secondi, l’alimentazione in mV ed il numero di serie del sensore.

Ad Aprile 2015 è andata in funzione la rete di acquisizione dati ma, in considerazione del fatto che per i primi 30-40 giorni dall’installazione possono essere osservate delle derive sui segnali dovute al riassestamento dei pozzi perforati (indurimento del cemento e riequilibrio tensionale dei fori), i primi segnali tiltmetrici utili per la caratterizzazione della deformazione che interessa l’Isola sono stati raccolti a partire dal 1 Giugno 2015.

Figura 3 – Tiltmetro digitale Lily e componenti elettroniche

I segnali acquisiti con tiltmetri profondi

I segnali sono acquisiti ogni minuto, con la singola lettura mediata su 8000 campioni acquisiti ogni 0.0075 Hz, la precisione del clock interno è di 1.5 sec/mese ed il tempo viene sincronizzato con cadenza settimanale, risultando quindi un errore di ± 0.4 secondi.

I dati vengono trasmessi quotidianamente al Centro di Monitoraggio dell’INGV- OV e successivamente elaborati attraverso vari passaggi  riassumibili in 3 fasi principali:

  1. preprocessing: lettura dei dati aggiornati, eliminazione delle acquisizioni effettuate con tempi sbagliati; interpolazione lineare dei dati eventualmente mancanti e despiking dei segnali;
  2. processing: scelta del filtro adatto alla rappresentazione grafica dei segnali acquisiti e corretti, rappresentazione delle componenti spettrali dei segnali, rappresentazione grafica delle componenti NS e EW corrette, spettrogramma;
  3. studio del segnale: valutazione della direzione di tilting prevalente e confronto con altre stazioni, studio di eventuali anomalie in ampiezza e frequenza presenti nei segnali, interpretazione degli osservabili dal confronto con i dati acquisiti con altre metodologie geofisiche e geochimiche.

I dati non vengono soggetti ad alcun procedimento di filtraggio delle periodicità di tipo termico, data la profondità di installazione del sensore, a differenza delle stazioni di tipo superficiale [Ricco et al., 2003; Ricco et al., 2013].

Le caratteristiche delle stazioni tiltmetriche sono riportate in tabella:

Stazione Località Prof. (m) Fc (Hz) Coord. (Lat /Long) Quota (m. s.l.m.)
ISC Località Montagnone Alto, Comune di Ischia -25 0.017 40.74°

13.93°

173
BRN Località Vateliero, Comune di Barano d’Ischia -25 0.017 40.71°

13.93°

145
FOR Località Panza, Comune di Forio -27 0.017 40.71°

13.88°

157

Deformazione osservata attraverso i tiltmetri nel lungo periodo

La deformazione del suolo che interessa l’Isola di Ischia mostra un andamento di inclinazione polarizzato in direzione NNW, come si può evincere dalla Figura 4.

In essa è riportata la linea di costa dell’isola e le principali curve di livello, georeferenziate, sovrapposte ad un reticolo che rappresenta il piano bidimensionale delle inclinazioni (con asse Y+ orientato a N ed asse X+ orientato ad E) in cui ogni lato della maglia equivale ad una variazione tiltmetrica di 20 µradianti e ad una distanza di 500 m.

I 3 siti-stazione ISC, BRN e FOR, indicati con una freccia nera puntata verso il basso, sono contraddistinti da colori diversi come anche le curve che da essi hanno origine. Le curve rappresentano la variazione tiltmetrica cumulativa (odografo) a partire dal 1 Giugno 2015. Inoltre, la freccia nera puntata verso l’alto indica il verso della deformazione e convenzionalmente i settori di crosta terrestre in abbassamento rispetto alla posizione dei siti stazione.

Figura 4 – Variazione tiltmetrica cumulativa (odografo) registrato ai 3 siti-stazione della rete di Ischia nel biennio 2015-2017, filtrato delle periodicità inferiori a 10 giorni. L’origine di ogni vettore tilt è siglata con il nome del sito stesso ed indicata convenzionalmente con una freccia puntata verso il basso, mentre l’estremo libero è indicato con una freccia puntata verso l’alto. Il verso di ogni vettore (che indica settori di crosta terrestre in abbassamento) è univocamente definito dal suo estremo libero. I 3 siti-stazione ISC, BRN e FOR, indicati con una freccia nera puntata verso il basso, sono contraddistinti da colori diversi come anche le curve che da essi hanno origine: ISC (grigio), BRN (giallo) e FOR (verde).

In 27 mesi, dal 2015 al 2017 le 3 stazioni hanno misurato una variazione di tilt totale che ammonta a 145.3 µradianti ad ISC, 105.6 a BRN e 102.7 a FOR.

La stazione ISC, situata nel settore di NE ed a una quota maggiore alle altre, è quindi quella che si inclina di più, mentre si calcola una riduzione rispetto ad essa del 27% a BRN e del 29% a FOR.

Nei primi 8 mesi del 2017, invece i valori misurati sono stati: 47.1 µradianti ad ISC, 15.7 a BRN e 25 a FOR; ISC risulta sempre quella che si inclina maggiormente mentre la riduzione in ampiezza alle altre stazioni aumenta (67% a BRN e 47% a FOR).

Si può notare inoltre che, procedendo dal quadrante nord-orientale dell’Isola (stazione ISC) verso il settore meridionale (BRN) e poi verso quello sud-occidentale (FOR), la direzione dei vettori tilt resta praticamente costante seppur con qualche piccola rotazione; solo la stazione FOR esibisce inizialmente una direzione di tilting verso NW che negli ultimi 2 anni tende a riallinearsi con quella NNW di ISC.

La deformazione del suolo ricavata dal tilt (in un raggio di 500 m), equivale ad un abbassamento di più di 7 cm a NNW della stazione ISC, di 5 cm a NNW della stazione BRN e di 5 cm a NNW della stazione FOR.

Il campo di spostamento del suolo misurato negli anni passati (livellazioni effettuate negli ultimi 30 anni) evidenzia estesi fenomeni deformativi nella zona centro-meridionale (Serrara-Fontana) e nord-occidentale (Lacco Ameno località Fango) con velocità di subsidenza leggermente inferiori al cm/anno [Del Gaudio et al., 2011] (Figura 5a,b).

Dal confronto, quindi, tra dati di inclinazione e spostamento verticale del suolo si desume che le direzioni di tilting sono coerenti con tale andamento di deformazione, mentre le velocità attuali di subsidenza, ricavate dai dati tiltmetrici, risultano raddoppiate rispetto a quelle misurate fino al 2010.

Figura 5 – Andamento deformativo dell’Isola di Ischia misurato attraverso le livellazioni di precisione dal 2003 al 2010. a) Variazioni di quota lungo la linea “Costiera”. b) Variazioni di quota lungo la linea “Borbonica”.

Deformazione osservata attraverso i tiltmetri ed associata al terremoto del 21 agosto 2017

L’evento sismico del 21 agosto 2017, ore 20:57:52 italiane, è stato registrato dalle 3 stazioni tiltmetriche i cui segnali hanno mostrato molteplici peculiarità.

La stazione ISC, la più vicina all’area epicentrale, nell’intervallo temporale 20:56÷21:03, ha subito un tilt cosismico di 6.3 µradianti in direzione NW. Tale stazione che già nei 2 anni precedenti si inclinava in direzione NNW in misura notevole, durante l’evento sismico si è definitivamente inclinata in maniera permanente lungo una direzione allineata con l’epicentro (Figura 6a, b).

Figura 6 – Variazione tiltmetrica registrata alla stazione ISC. a) Sono riportate le singole componenti NS ed EW registrate nell’intervallo temporale 20:51÷20:59. b) Sono mostrate le nuvole di punti nella griglia delle inclinazioni che rappresentano la variazione tiltmetrica (in µradianti) registrata dal 1 luglio 2017 al 21 agosto 2017; si notano 2 concentrazioni spaziali di punti (clusters) separate tra loro in corrispondenza dell’arrivo del treno di onde generato dal terremoto, l’offset spaziale si configura pertanto come deformazione cosismica permanente. Le frecce gialle sovrapposte corrispondono al vettore tilt apparente calcolato tra le 20:56 ed i minuti successivi, mentre la freccia rossa rappresenta il tilt cosismico. La freccia nera indica la rotazione della direzione di tilting.

Analizzando la figura 6b, in cui è mostrata nella griglia delle inclinazioni la variazione tiltmetrica totale registrata alla stazione ISC dal 1 Luglio 2017 al 21 Agosto, sono evidenti 2 nuvole di punti: una prima nuvola allineata in direzione NS relativa alla deformazione registrata fino a 2 minuti prima del terremoto mentre la seconda, più piccola e di forma ovale, si osserva a partire dal quinto minuto successivo all’evento, quando cioè il sensore tiltmetrico ha raggiunto di nuovo il suo equilibrio meccanico.

Si osserva inoltre che il punto-stazione subisce una variazione di tilt apparente (con componente di accelerazione orizzontale) in direzione SSW un minuto prima dell’evento (20:57), una seconda variazione in direzione SW durante l’evento stesso e successivamente si inclina permanentemente a NW, mostrando una chiara rotazione in senso orario della direzione di tilting, mostrata in Figura 6b con una freccia nera.

Figura 7 – Variazione tiltmetrica registrata alla stazione BRN. a) Sono riportate le singole componenti NS ed EW registrate nell’intervallo temporale 20:51÷20:59. b) E’ mostrata la nuvola di punti nella griglia delle inclinazioni che rappresenta la variazione tiltmetrica (in µradianti) registrata dal 1 luglio 2017 al 21 agosto; si osserva l’assenza di offset spaziale durante l’evento sismico e di conseguenza l’assenza di deformazione cosismica permanente. Le frecce gialle sovrapposte corrispondono al vettore tilt apparente calcolato tra le 20:56 ed i minuti successivi, mentre la freccia rossa rappresenta il tilt cosismico. La freccia nera indica la rotazione della direzione di tilting.

La stazione BRN (distante in direzione SE dall’epicentro) che nei 2 anni precedenti già si inclinava in direzione NNW, ha subito un minimo incremento di tilt nelle 2 componenti (Figura 7a). Anche in questo caso, durante l’evento, il punto-stazione subisce una variazione di tilt in direzione SW e successivamente mostra una rotazione in senso antiorario, per poi rientrare nella nuvola di punti. In Figura 7b la rotazione antioraria della direzione di tilting viene mostrata con una freccia nera.

La stazione FOR (posizionata in direzione SW rispetto all’epicentro) che nei 2 anni precedenti si inclinava come le altre in direzione NNW, ha subito nell’intervallo temporale 20:56÷21:03 un tilt cosismico di 5.3 µradianti in direzione W.

Figura 8 – Variazione tiltmetrica registrata alla stazione FOR. a) Sono riportate le singole componenti NS ed EW registrate nell’intervallo temporale 20:51÷20:59. b) Sono mostrate le nuvole di punti nella griglia delle inclinazioni che rappresentano la variazione tiltmetrica (in µradianti) registrata dal 1 luglio 2017 al 21 agosto; si notano 2 concentrazioni spaziali di punti (clusters) separate tra loro in corrispondenza dell’arrivo del treno di onde generato dal terremoto, l’offset spaziale si configura pertanto come deformazione cosismica permanente. Le frecce gialle sovrapposte corrispondono al vettore tilt apparente calcolato tra le 20:56 ed i minuti successivi, mentre la freccia rossa rappresenta il tilt cosismico. La freccia nera indica la rotazione della direzione di tilting.

Inoltre, analizzando la Figura 8b, come per il segnale relativo alla stazione ISC, si evidenziano 2 nuvole di punti: la prima allineata in direzione NS relativa alla deformazione registrata fino a 2 minuti prima del terremoto mentre la seconda, più piccola e di forma circolare, si osserva a partire dal quinto minuto successivo all’evento, quando cioè il sensore tiltmetrico ha raggiunto di nuovo il suo equilibrio meccanico.

Si osserva inoltre che il punto-stazione subisce una forte variazione di tilt in direzione SSE un minuto prima dell’evento (20:57) (come per i segnali della stazione ISC), una ulteriore variazione in direzione NNW durante l’evento stesso e successivamente si inclina permanentemente ad W, esibendo una chiara rotazione della direzione di tilting in senso antiorario, mostrata in Figura 8b con una freccia nera.

Conclusioni

L’andamento di inclinazione del suolo dell’Isola di Ischia, desunto delle variazioni di tilt misurate nei 3 punti stazione dal 2015 ad oggi, mostra un abbassamento verso NNW generalizzato ma più pronunciato alla stazione ISC, situata a NE dell’Isola.

L’evento sismico del 21 Agosto registrato dai 3 tiltmetri, ha mostrato una deformazione cosismica permanente alle stazioni poste ad Est ed a SW dell’area epicentrale. La stazione ISC, più vicina all’epicentro, ha subito un tilt cosismico di 6.3 µradianti in direzione NW (Figure 6 e 9) e la stazione FOR ha registrato un tilt cosismico di 5.3 µradianti in direzione W (Figure 8 e 9), mentre la stazione BRN, situata a SE dall’area epicentrale ha mostrato un minimo incremento di tilt (Figure 7 e 9).

Rispetto agli andamenti strutturali dell’Isola, il tilt cosismico di ISC è legato indubbiamente alla subsidenza a N del M. Epomeo e quindi alla deformazione dell’area epicentrale stessa; quello subito dalla stazione FOR, situata nel settore di SW è attribuibile alla posizione del sensore stesso, situato alla base di un sistema di faglie che degradano anch’esse verso W e che sono ben lubrificate dalla circolazione idrica sottostante.

Figura 9 – Deformazioni tiltmetriche cosismiche permanenti osservate alla stazioni ISC (freccia rossa) e FOR (freccia verde). La stella in blu indica l’epicentro del terremoto del 21 Agosto.

Inoltre, è evidente dai segnali tiltmetrici delle 3 stazioni un tilting notevole in direzione Sud sia 1 minuto prima che durante il terremoto (fatta eccezione per FOR), all’interno di una rotazione dello stesso in senso orario a NE ed in senso antiorario a SE ed a SW (Figure 6, 7 e 8). La cerniera della deformazione registrata nell’intervallo temporale 20:51÷20:59 sembra essere proprio BRN, in quanto è l’unica delle 3 stazioni a subire una rotazione del vettore che non si conclude con un tilt cosismico (Figura 9) [Di Napoli et al., 2009]; l’assenza di deformazione permanente a BRN è dovuta alla sua maggiore distanza dall’epicentro.

Figura 10 – Tilting registrato dalle 3 stazioni nel 2017. I triangolini neri sovrapposti al tilt cumulativo indicano i 4 eventi sismici occorsi il 21, 23 e 30/8. La traslazione verso W delle direzioni di tilting alle stazioni FOR ed ISC dopo l’evento del 21/8 è solo apparente ed è dovuta alla rappresentazione bidimensionale del tilt.

Poiché i segnali tiltmetrici sono sensibili anche alle accelerazioni orizzontali del terreno è ragionevole supporre che le forti variazioni di tilt registrate possano avere anche una componente di accelerazione orizzontale. Si osserva inoltre che, dopo il terremoto del 21 Agosto ed i tre eventi successivi del 23 e 30 Agosto, le direzioni preferenziali di tilting sono rimaste pressoché invariate alle 3 stazioni come evidenziato in Figura 10. La traslazione verso W di tali direzioni alle stazioni FOR ed ISC è solo apparente ed è dovuta alla deformazione cosismica permanente rappresentata nel piano bidimensionale delle inclinazioni.

a cura di Ciro Ricco, Vincenzo Augusti, Giovanni Scarpato e Ida Aquino, INGV-Osservatorio Vesuviano.


Bibliografia

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Aquino I., Ricco C., Del Gaudio C., Augusti V., Scarpato G. (2016). Potenziamento delle reti tiltmetriche nell’area vulcanica campana: Rapporto sull’attività svolta nell’ambito del progetto Vulcamed. Rapporti Tecnici INGV anno 2016 numero 348.  ISSN 2039-7941.

De Vita S., Sansivero F., Orsi G., Marotta E., Piochi M., (2010). Volcanological and structural evolution of the Ischia resurgent caldera (Italy) over the past 10 k.y. The Geological Society of America Special Paper 464: 193-241

Del Gaudio C., Aquino I, Ricco C., Serio C. (2011). Monitoraggio Geodetico dell’Isola d’Ischia: Risultati della Livellazione Geometrica di Precisione Eseguita a Giugno 2010. Quaderni di Geofisica n. 87 anno 2011. ISSN 1590-2595

Di Napoli R., Martorana R, Orsi G., Aiuppa A., Camarda M., De Gregorio S., Cagliano Candela E., Luzio D., Messina N., Pecoraino G., Bitetto M., de Vita S., Valenza M. (2011), The structure of a hydrothermal system from an integrated geochemical, geophysical, and geological approach: The Ischia Island case study, Geochem. Geophys. Geosyst., 12, Q07017, doi:10.1029/2010GC003476.

Dvorak J., Dzurisin D. (1997). Volcano geodesy: The search for magma reservoirs and the formation of eruptive vents. Reviews of Geophysics, 35, 3 / August 1997. DOI: 10.1029/97RG00070

Ricco C., Aquino I., Del Gaudio C. (2003). Ground tilt monitoring at Phlegraean Fields (Italy): a methodological approach. Annals of Geophysics 46(6): 1297-­1314. ISSN: 1593-5213

Ricco C., Aquino I., Borgstrom S.E.P., Del Gaudio C. (2013). 19 years of tilt data on Mt. Vesuvius: state of the art and future perspectives.  Annals of Geophysics  vol. 56 n. 4  2013. DOI 10.4401/ag-6459.


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Evento sismico tra le province di Rieti e L’Aquila, Ml 4.2 (Mw 4.0), 4 dicembre 2017

Questa notte, alle ore 00:34 italiane del 4 dicembre 2017, è  stato localizzato un terremoto di magnitudo ML 4.2 (Mw 4.0) tra le province di Rieti e L’Aquila, 3 km a Est di Amatrice, a 8 km di profondità. I comuni più vicini all’epicentro sono: Amatrice (RI),  Campotosto (AQ), Accumoli (RI).

Questo terremoto ricade nell’area della sequenza sismica iniziata il 24 agosto 2016 con l’evento di magnitudo Mw 6.0, avvenuto nei pressi di Accumoli (RI), e che si è gradualmente sviluppata interessando un’ampia fascia dell’Appennino centrale lunga circa 80 km, estesa in direzione NNW-SSE, dalla provincia di Macerata, nelle Marche, alla provincia dell’Aquila, in Abruzzo.

Analizzando l’intera sequenza ed escludendo l’evento di oggi, si sono finora verificati 62 eventi di magnitudo compresa tra 4.0 e 4.9, 7 eventi di magnitudo tra 5.0 e 5.9 e 2 eventi di magnitudo maggiore o uguale a 6 (il più forte Mw 6.5 avvenuto il 30 Ottobre 2016 alle 06:40 UTC nelle vicinanze di Norcia).
Se si considera l’evoluzione temporale della sequenza sismica e l’energia rilasciata da tutti gli eventi sismici, si nota che negli ultimi mesi l’energia è gradualmente diminuita nel tempo. Tuttavia l’andamento presenta oscillazioni più o meno marcate che comunque mantengono il livello energetico ancora al di sopra del livello medio calcolato prima dell’accadimento dell’evento di Mw 6.0 del 24 Agosto 2016. L’evento odierno rappresenta, quindi, un incremento di energia rilasciata rispetto agli ultimi due mesi di sequenza.

Numero giornaliero di terremoti e rilascio giornaliero di momento sismico dal 4 dicembre 2015 al 4 dicembre 2017.

L’ultimo evento di magnitudo ML 4.2 (Mw 4.0) è avvenuto il 22 luglio 2017 vicino a Campotosto (AQ). Da questa data sono stati localizzati 23 eventi di magnitudo compresa tra 3.0 e 3.9; i più significativi sono il terremoto di magnitudo Mw 3.5 vicino Cittareale (RI) del 2 novembre 2017 e quello di magnitudo Mw 3.7, a 4 km da Campotosto (AQ), del 5 settempre 2017.

Il meccanismo focale dell’evento odierno è coerente con una faglia normale orientata in direzione appenninica, in perfetto accordo con la cinematica degli eventi più importanti della sequenza.


Secondo i dati accelerometrici, l’evento presenta accelerazioni di picco che corrispondono ad un’intensità strumentale su terreno roccioso pari al VI grado della scala MCS (http://shakemap.rm.ingv.it).

Mappa di scuotimento espressa in termini di intensità. In questa mappa è riportata la distribuzione delle intensità strumentali. La scala utilizzata è la Scala Mercalli Modificata (MMI – Modified Mercalli Intensity) e si basa sui valori registrati di effettivo scuotimento del suolo in termini di accelerazione e velocità del suolo. In generale, la scala dell’intensità Mercalli si basa sugli effetti che lo scuotimento induce e che viene riportata da un osservatore.

L’evento è stato risentito in un’ampia zona, dalla costa adriatica (intensità IV) fino a Roma (intensità II-III), come evidenziato dagli oltre 1200 questionari finora compilati su http://www.haisentitoilterremoto.it/ e dalla mappa del risentimento sismico in scala MCS (Mercalli-Cancani-Sieberg) che mostra la distribuzione del risentimento del terremoto sul territorio.

Mappa del risentimento sismico in scala MCS (Mercalli-Cancani-Sieberg) che mostra la distribuzione degli effetti del terremoto sul territorio come ricostruito dai questionari on line. La mappa contiene una legenda (sulla destra). Con la stella in colore viola viene indicato l’epicentro del terremoto, i cerchi colorati si riferiscono alle intensità associate a ogni comune. Nella didascalia in alto sono indicate le caratteristiche del terremoto: data, magnitudo (ML), profondità (Prof) e ora locale. Viene inoltre indicato il numero dei questionari elaborati per ottenere la mappa stessa.

Per maggiori informazioni su questo evento: http://cnt.rm.ingv.it/event/17769831

Terremoti in provincia di Parma, 19 novembre 2017

Oggi, 19 novembre 2017 alle ore 13:37 italiane, è stato localizzato dalla Rete Sismica Nazionale dell’INGV un terremoto di magnitudo Richter ML 4.4 (magnitudo momento Mw 4.4) in provincia di Parma ad una profondità di 32 km. I comuni più vicini all’epicentro sono tutti in provincia di Parma (Fornovo di Taro, Varano de’ Melegari, Terenzo, Calestano, Solignano) e la città di Parma dista 26 km.

Tra ieri e oggi, sono stati 34 complessivamente gli eventi sismici localizzati in quell’area, di cui 14 hanno avuto magnitudo pari o maggiore di 2.0 con un terremoto di magnitudo 3.3 avvenuto alle ore 13.10 italiane di oggi, poco prima dell’evento di magnitudo 4.4.

Questa scossa è avvenuta lungo l’Appennino parmense dove i terremoti sono frequenti e spesso interessano la porzione profonda della crosta, al di sotto dei 20 km, diversamente dai terremoti del 2012 nella Pianura Padana che invece interessarono la copertura sedimentaria più superficiale.

Il meccanismo focale ottenuto con i dati delle forme d’onda della Rete Sismica Nazionale mostra che il terremoto si è generato molto probabilmente su una faglia inversa e il movimento è stato di tipo compressivo, con asse di massima compressione orientato circa nordest-sudovest. La magnitudo momento Mw calcolata è pari a 4.4.

Meccanismo focale del terremoto di oggi in provincia di Parma. Il simbolo rosso e bianco indica il tipo di geometria e movimento della faglia responsabile del terremoto. La stella rossa è l’epicentro del terremoto e i triangoli rossi sono le stazioni sismiche usate nel calcolo.

Negli ultimi 12 anni, in quest’area si è avuta una sismicità diffusa con terremoti al di sotto di magnitudo 5, il più forte dei quali è il terremoto profondo 72 km avvenuto il 27 gennaio 2012.

L’area interessata dal terremoto odierno è caratterizzata storicamente da sismicità moderata, pur in un contesto di relativa incompletezza storica delle informazioni disponibili. Allo stato attuale delle conoscenze, infatti, la storia sismica dell’area appare ragionevolmente completa per classi di magnitudo Mw≥4.5 solo a partire dalla fine del XIX secolo, pur conservando traccia di un paio di terremoti significativi nel 1818 (Mw 5.2) – l’evento più rilevante della storia sismica dell’area – e nel 1834 (Mw 5.1).

Allargando l’area di osservazione a 30 km dall’epicentro, la storia sismica si arricchisce di numerosi eventi localizzati sulla città di Parma, che è ovviamente il punto di ‘registrazione’ delle informazioni storiche, senza però che emergano eventi di particolare consistenza.

Anche la storia sismica osservata di Fornovo di Taro, località più prossima alla localizzazione dell’evento di oggi, pur poco significativa in termini di completezza storica, presenta solo tre episodi di danneggiamento leggero o moderato, rispettivamente per i terremoti della Garfagnana del 7 settembre 1920 [Int. 6-7 MCS], del Parmense del 15 luglio 1971 [Int. 7 MCS] e del Parmense del 9 novembre 1983 [Int. 6 MCS].

Storia sismica osservata a Fornovo di Taro (PR): nella scala MCS il grado 6 classifica l’inizio del danneggiamento leggero, ma diffuso (Database macrosismico italiano DBMI15).

Dal punto di vista della pericolosità sismica, l’area interessata dai terremoti di questi giorni è caratterizzata da una pericolosità medio-alta con valori di accelerazione attesa tra 0.150 e 0.175 g.

L’epicentro del terremoto Ml 4.4 delle ore 13:37 italiane sovrapposto alla mappa di pericolosità sismica del territorio nazionale (http://zonesismiche.ingv.it)

La mappa di scuotimento dell’evento di magnitudo M 4.4, espressa in termini di intensità in scala Mercalli-Cancani-Sieberg (MCS), è ottenuta convertendo i valori di picco del moto del suolo (espresso in termini di accelerazione e in velocità) in intensità attraverso una relazione empirica ricavate dai dati registrati e macrosismici disponibili.

La mappa di scuotimento dell’evento di magnitudo M4.4 avvenuto oggi, 19 novembre 2017, alle ore 13.37 italiane espressa in termini di intensità in scala Mercalli-Cancani-Sieberg (MCS) è ottenuta convertendo i valori di picco del moto del suolo (espresso in termini di accelerazione e in velocità) in intensità attraverso una relazione empirica ricavate dai dati registrati e macrosismici disponibili.

Secondo i questionari di http://www.haisentitoilterremoto.it/, il terremoto è stato risentito diffusamente in Emilia Romagna, Liguria, Lombardia, in una parte del Piemonte, del Veneto e della Toscana.

La mappa del risentimento sismico in scala MCS (Mercalli-Cancani-Sieberg) che mostra la distribuzione degli effetti del terremoto sul territorio. Con la stella in colore viola viene indicato l’epicentro strumentale del terremoto, i cerchi colorati si riferiscono alle intensità associate ad ogni comune. Nella didascalia in alto è indicato il numero dei questionari elaborati per ottenere la mappa stessa. Cliccare sulla mappa per vedere la versione aggiornata http://mappe.haisentitoilterremoto.it/17671101/mcs.jpg

Per maggiori informazioni sul terremoto di magnitudo 4.4 si veda la pagina informativa dell’evento.

Il Centro Allerta Tsunami e l’esercitazione NEAMWave17

Il 2 novembre 2017 si è svolta in Italia l’esercitazione internazionale sul rischio tsunami NEAMWave17, che tra il 31 ottobre e il 3 novembre ha interessato la regione denominata NEAM (Atlantico nord-orientale, Mediterraneo, Mar di Marmara e Mar Nero). L’esercitazione, la terza organizzata dalla International Oceanographic Commission (IOC) dell’Unesco, aveva l’obiettivo di testare le capacità operative del sistema di allertamento maremoti nella regione, di coinvolgere gli Stati membri e soprattutto di migliorare la capacità di affrontare il rischio tsunami.

L’esercitazione prevedeva quattro differenti scenari simulati, che hanno interessato, in giorni diversi, tre aree del Mediterraneo e un’area dell’Atlantico nord-orientale. Sono stati coinvolti quattro Tsunami Service Provider: il CENALT (CENtre d’ALerte aux Tsunamis, Francia), il NOA (National Observatory of Athens, Grecia), il CAT (Centro Allerta Tsunami dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Italia), il KOERI (Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute, Turchia), e l’IPMA (Instituto Português do Mar e da Atmosfera, Portogallo), candidato come Tsunami Service Provider per il Portogallo. Il CAT-INGV è stato di recente accreditato come Tsunami Service Provider per il Mediterraneo.

Per il CAT e il NOA, quella del 2 novembre è stata la prima esercitazione congiunta, con uno scenario che ha interessato non solo i mari italiani ma l’intero Mediterraneo. La simulazione, che ha consentito di testare per la prima volta il Sistema italiano di Allertamento Maremoti (SiAM), si è basata su una ipotetica scossa di terremoto di magnitudo 8.5, con epicentro a sud dell’isola di Zante, nel segmento occidentale dell’Arco Ellenico. L’esercitazione prevedeva il coordinamento dei diversi attori del Sistema italiano di Allerta Maremoti, istituito ufficialmente nello scorso mese di giugno. L’analisi del potenziale tsunamigenico del terremoto simulato è stata effettuata dal Centro Allerta Tsunami dell’INGV, che ha anche effettuato in tempo reale il monitoraggio dei dati mareografici rilevati dall’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA), mentre il Dipartimento della Protezione Civile si è occupato delle procedure di valutazione e allertamento delle Sale Operative Regionali e di alcuni Comuni.

Simulazione della propagazione della prima onda di tsunami durante l'esercitazione NEAMWave17

Simulazione della propagazione dello tsunami durante l’esercitazione NEAMWave17. Le isolinee rappresentano i tempi di arrivo della prima onda di tsunami (legenda a destra)

Nel corso dell’esercitazione NEAMWave17, dopo una valutazione dei dati sull’ipotetico evento sismico, il Centro Allerta Tsunami ha emesso un’allerta WATCH (livello massimo) che, immediatamente rilanciata dal Dipartimento della Protezione Civile, ha inviato una serie di messaggi ai funzionari delle Sale Operative Regionali e ai sindaci di dodici amministrazioni comunali delle Regioni maggiormente interessate dallo scenario: Nova Siri, Policoro e Scansano Ionico in Basilicata; Soverato, Catanzaro e Rossano in Calabria; Lecce, Gallipoli e Castellaneta in Puglia, per segnalare la possibilità di un evento imminente, in grado di interessare le aree costiere.

In una situazione reale, il primo messaggio di allerta verrebbe emanato dal CAT in base ai soli parametri del terremoto quali la magnitudo, la distanza della sorgente sismica dalla costa e la profondità dell’ipocentro. Se, nei minuti successivi, l’analisi dei dati delle reti mareografiche del Mediterraneo evidenziasse delle anomalie del livello del mare, verrebbero diramati successivi messaggi di allerta. Nel caso in cui i dati non dovessero confermare l’arrivo dell’onda, l’allerta verrebbe cancellata.

Gli tsunami possono essere causati da terremoti, frane o eruzioni vulcaniche e sono generalmente formati da una serie di lunghe onde che si propagano in mare aperto a velocità di centinaia di chilometri orari e che possono inondare vaste aree dell’entroterra costiero (vedi video Tsunami).

Nel caso degli tsunami generati dai terremoti, che sono di gran lunga i più frequenti e gli unici attualmente monitorati dal CAT-INGV, l’altezza e l’energia delle onde sono proporzionali all’estensione e allo spostamento verticale della faglia sottomarina interessata. É certamente utile sapere che questo fenomeno in alcuni casi è preceduto da un ritiro del mare per decine di metri, che la propagazione di queste onde può durare per ore e che la prima onda ad abbattersi sulle coste non sempre è la più distruttiva.

Nello scenario di NEAMWave17, il terremoto avrebbe provocato uno tsunami in grado di colpire numerose località lungo le coste del Mediterraneo e in modo particolare le coste della Grecia Ionica, della Libia e quelle di Puglia, Basilicata, Calabria e Sicilia Sud-Orientale. In conseguenza dell’elevata velocità di propagazione dell’onda nelle profonde acque dello Ionio, il tempo di arrivo delle prime onde sulle coste italiane più vicine sarebbe stato di circa 20 minuti dal terremoto. L’area selezionata per la simulazione, il segmento occidentale dell’arco ellenico, è ben nota ai sismologi, coincide con un’importante zona di subduzione, e si caratterizza per l’elevata sismicità. In passato, terremoti avvenuti lungo la stessa struttura geologica hanno già dato luogo a imponenti tsunami, come quello verificatosi all’alba del 21 Luglio del 365 d.C. in una zona a sud-ovest di Creta.

In quel caso il terremoto, di magnitudo stimata superiore a 8, ha generato uno tsunami in grado di spazzare tutte le coste del Mediterraneo dall’Algeria alla Siria, distruggendo Alessandria d’Egitto, invadendo l’intero delta del Nilo e provocando gravi danni a Creta, Cipro, nella Grecia continentale, in Libia, nella Sicilia Orientale e persino nel Mar Adriatico (Stiros, 2001). Fenomeni di questo tipo si verificano con una certa frequenza anche nell’area del Mediterraneo, non sempre con proporzioni catastrofiche come quello del 365 d.C. ma non per questo innocui. Ad oggi il Catalogo degli Tsunami Euro-Mediterranei (EMTC), basato su fonti storiche, conta 290 eventi, tra cui il terribile tsunami che ha fatto seguito al terremoto di Reggio Calabria e Messina del 1908, causando migliaia di morti (Maramai, Brizuela e Graziani, 2014).

Ma non si tratta soltanto di eventi eccezionali accaduti in tempi lontani. Nei soli ultimi due anni il CAT-INGV ha monitorato cinque forti terremoti nel Mediterraneo, quattro dei quali hanno generato dei piccoli tsunami locali, inviando le prime allerte al Dipartimento della Protezione Civile in tempi compresi tra 9 e 12 minuti dal tempo origine dell’evento sismico.

Tempo origine (UTC) Regione Mag USGS Mag rapida  CAT Livello di allerta Tempo del  messaggio UTC (minuti dal tempo origine)

16/04/15

18:07

Crete (Greece)    6.4 6.4 Watch 18:16       (9’)

17/11/15

07:10

Ionian (Greece) 6.5 6.5 Advisory 07:22      (12’)

25/01/16

04:22

Gibraltar 6.5 6.5 Advisory 04:33      (11’)

12/6/17

12:28

Greece-Turkey 6.4 6.5 Advisory    12:38      (10’)
20/7/17

22:31

Turkey-Greece 6.6 6.8 Watch 22:41      (10’)

L’ultimo evento rilevato risale al 21 luglio 2017, quando un terremoto di magnitudo 6.7 avvenuto nell’arcipelago del Dodecaneso, e più precisamente nel tratto di mare prospiciente Kos (Grecia) e Bodrum (Turchia) ha generato uno tsunami relativamente piccolo, con onde che localmente hanno raggiunto la quota topografica di 1.5 metri rispetto al livello del mare (Yalçiner et al. 2017). In quell’occasione, in dieci minuti il Centro Allerta Tsunami aveva già calcolato i parametri del terremoto e lanciato la prima allerta, come descritto qui.

Uno degli obiettivi di questo tipo di esercitazioni consiste, per l’appunto, nel testare la creazione, l’invio e la ricezione dei messaggi di allerta da parte dei componenti del SiAM e degli Enti locali e, per quanto possibile, di simulare operativamente le azioni conseguenti, verificando anche i tempi necessari per le azioni di mitigazione dell’impatto sulle coste interessate. In quest’ottica, è stato istituito a livello internazionale lo Tsunami Awareness Day (Giornata della consapevolezza degli tsunami), che si tiene il 5 novembre 2017, in ricordo del grande tsunami che colpì il Giappone nel 1854.


Riferimenti bibliografici

Comunicato Stampa INGV del 3 novembre 2017

Maramai A., Brizuela B., Graziani L. (2014). The Euro-Mediterranean Tsunami Catalogue, Annals of Geophysics, 57, 4, S0435.

Stiros, S. C. (2001). The AD 365 Crete earthquake and possible seismic clustering during the fourth to sixth centuries AD in the Eastern Mediterranean: a review of historical and archaeological data. Journal of Structural Geology, 23(2), 545-562.

Yalçıner, A., Annunziato, A., Papadopoulos, G., Güney-Doğan, G., Gökhan-Güler, H., Eray- Cakir, T., Özer-Sözdinler, C., Ulutaş, E., Arikawa, T., Süzen, L., Kanoğlu, U., Güler, I., Probst, P., Synolakis, C. (2017). The 20th July 2017 (22:31 UTC) Bodrum-Kos Earthquake and Tsunami: Post Tsunami Field Survey Report, http://users.metu.edu.tr/yalciner/july-21-2017-tsunami-report/Report-Field-Survey-of-July- 20-2017-Bodrum-Kos-Tsunami.pdf.

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