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I terremoti nella STORIA: 28 luglio 1883, la catastrofe di Casamicciola sull’isola d’Ischia

«Ccà pare Casamicciola...»: con queste parole il protagonista di Natale in casa Cupiello, la celebre commedia scritta da Eduardo De Filippo tra il 1931 e il 1932, descrive il caos cui si trova davanti entrando nella stanza dove poco prima, durante una furiosa lite tra la moglie e la figlia, sono finiti in pezzi stoviglie e soprammobili ed è stato «scassato» il presepe che stava costruendo con impegno maniacale. Perché De Filippo utilizza quel paragone per definire il putiferio causato dalla lite?

In realtà, già a partire dagli ultimi anni dell’Ottocento, soprattutto nel linguaggio popolare delle regioni dell’Italia centro-meridionale, il termine casamicciola, derivato dal toponimo della cittadina termale dell’isola d’Ischia distrutta dal terremoto del 28 luglio 1883, aveva assunto un significato figurato per indicare una situazione di caos, di grande sovversione e sconquasso.

Augusto Placanica ha analizzato in un eruditissimo saggio la genesi e i motivi che hanno portato all’uso del termine casamicciola come metafora di disordine imprevedibile. Secondo Placanica, a differenza delle molte località italiane devastate da un terremoto o da un altro disastro naturale, la catastrofe di Casamicciola del 1883 colpì l’immaginario collettivo popolare perché fu distrutto un luogo di straordinaria bellezza naturale, dedicato alla salute e allo svago vacanziero, frequentato soprattutto da una clientela d’élite costituita da facoltosi aristocratici e ricchi borghesi di tutta Italia e di gran parte d’Europa. L’uso di tale metafora fu così diffuso nella prima metà del Novecento, da venire registrato fino a tutti gli anni Sessanta-Settanta, con l’iniziale rigorosamente minuscola, dai più importanti dizionari della lingua italiana. Ora sopravvive soltanto tra le generazioni più anziane e il termine non viene più considerato dai dizionari più recenti: lo si può però ancora ritrovare nel Vocabolario dell’Istituto Treccani consultabile in rete (http://www.treccani.it/vocabolario/casamicciola/).

L’ipotesi illustrata da Placanica è del tutto condivisibile; tuttavia, forse, anche il caos organizzativo che caratterizzò nel 1883 l’opera di soccorso e la frequente ripetizione degli eventi sismici che nel corso dell’Ottocento avevano colpito Casamicciola giocarono un ruolo rilevante nel fare di casamicciola un nome comune astratto entrato nel patrimonio lessicale della lingua italiana.

I precedenti

Già a partire dalla seconda metà del Settecento, sono ricordati numerosi terremoti che colpirono Casamicciola e il suo territorio. Il 14 luglio 1762, l’architetto Luigi Vanvitelli, che si trovava a Casamicciola per un periodo di cure, fu testimone di due scosse di terremoto quasi consecutive poco dopo le 9 della mattina. Secondo le gazzette dell’epoca, ci furono danni notevoli agli edifici della cittadina. Verso la fine del secolo, intorno alle ore 17:30 del 18 marzo 1796, un violento terremoto fece crollare circa 50 case nei dintorni della chiesa parrocchiale di S.Maria Maddalena, nella parte meridionale di Casamicciola Alta: sotto le rovine morirono 7 persone e molte altre furono ferite.

Ancora più distruttivo fu l’evento del 2 febbraio 1828 su cui si hanno notizie precise grazie alla presenza sull’isola del chimico Nicola Covelli che stava svolgendo uno studio sulle acque termali. Covelli descrisse gli effetti del terremoto in due lettere al segretario perpetuo dell’Accademia delle Scienze di Napoli, Teodoro Monticelli, e in una estesa relazione.

Pagina iniziale della lettera scritta da Nicola Covelli il 3 febbraio 1828 e indirizzata a Teodoro Monticelli (Biblioteca della Società Napoletana di Storia Patria).

La scossa distruttiva, avvenuta alle ore 10:15, colpì la parte nord-occidentale dell’isola d’Ischia, causando crolli estesi in un’area di pochi km2. Le località più danneggiate furono Casamicciola e Fango (frazione del comune di Lacco Ameno), dove collassarono numerosi edifici causando 29 morti e circa 50 feriti. Danni furono rilevati anche a Lacco Ameno e a Fontana. In particolare, a Casamicciola tutti gli edifici della parte alta dell’abitato furono gravemente danneggiati e molti crollarono; nella chiesa parrocchiale di S.Maria Maddalena cadde la prima volta della navata centrale schiacciando molte persone che assistevano a una funzione religiosa. Charles Lyell, che visitò Casamicciola nell’ottobre successivo, riferì che tutte le case erano ancora prive di tetto.

Dopo poco più di dieci anni, il 6 marzo 1841 alle ore 13, una forte scossa causò lesioni negli edifici di Casamicciola e qualche danno minore a Lacco Ameno.

Ulteriori forti scosse, senza danni rilevanti, furono sentite nel 1852 e nel 1863; ma il 14 agosto 1867 Casamicciola subì nuovi danni. Di questo terremoto, avvenuto poco dopo la mezzanotte, che causò sconnessione di murature, caduta di calcinacci e di parti di ornato e una grave lesione al campanile della chiesa parrocchiale, furono testimoni il celebre drammaturgo norvegese Henrik Ibsen e lo scrittore danese Vilhelm Bergsøe che ne pubblicò la memoria nel 1907.

Infine, solo due anni prima del 1883, il 4 marzo 1881, Casamicciola subì un nuovo violento evento sismico. Anche questo terremoto causò effetti distruttivi in un’area molto limitata della parte settentrionale dell’isola d’Ischia. Complessivamente risultarono danneggiati 10 edifici pubblici e 883 privati, di cui 290 crollarono totalmente. Secondo i dati statistici rilevati dal Comitato di soccorso, pubblicati nella relazione redatta da Giuseppe Margotta, i vani crollati totalmente furono 834, quelli resi pericolanti e inagibili 117, quelli lesionati in modo considerevole 2952. I morti furono 127: 121 a Casamicciola, 5 a Fango, uno a Lacco Ameno, le tre località dove ci furono gli effetti più gravi. Danni meno gravi (lesioni e dissesti nelle murature) furono rilevati a Barano, Buonopane, Fiaiano, Fontana, Monterone e Tironi; a Forio ci furono danni leggeri.

Distribuzione degli effetti del terremoto del 4 marzo 1881 secondo CFTI5Med.

Casamicciola fu la località più danneggiata, tuttavia gli effetti nei diversi nuclei dell’abitato furono estremamente differenziati. Alla Marina, la parte più bassa e più moderna dell’abitato, gli edifici subirono danni leggeri o risultarono illesi. Nella parte centrale del paese, attorno a piazza Bagni, furono riscontrate lesioni non gravi in alcuni stabilimenti termali mentre risultò gravemente danneggiato l’edificio delle terme del Pio Monte della Misericordia di cui rimasero abitabili solo tre ambienti. Le distruzioni riguardarono quasi esclusivamente la parte superiore e più antica dell’abitato, Casamicciola Alta. In questa zona, comprendente le vie Spezieria, Santa Barbara, Selva Pera, Sassolo, Casamennella, Cuccofriddo, Epomeo, Montecito, D’Aloisio, la quasi totalità delle abitazioni crollarono o subirono lesioni gravissime e dovettero essere demolite. La chiesa di S.Maria della Pietà, in piazza Maio, fu distrutta quasi totalmente: crollò il campanile, cedettero i muri laterali causando una grande spaccatura longitudinale al centro della volta, cadde la cupola. Nella vicina chiesa parrocchiale di S.Maria Maddalena furono invece riscontrati pochissimi danni. Complessivamente, le case distrutte furono 250 e circa 300 famiglie rimasero senza tetto (per notizie di dettaglio su questo evento si veda CFTI5Med (Guidoboni et al. 2018).

Dopo questo terremoto, gran parte degli studiosi di scienze della terra dell’epoca, in particolare Giuseppe Mercalli e Michele Stefano De Rossi, in seguito al ripetersi di effetti rovinosi localizzati nella parte superiore dell’abitato di Casamicciola, sconsigliarono la ricostruzione degli edifici distrutti nella stessa area. Tuttavia, lo stesso De Rossi, rispondendo nel luglio successivo a una lettera del sindaco di Casamicciola Giuseppe Dombrè, preoccupato per una leggera replica sentita in quei giorni, affermò che «l’esperienza storica insegna che il luogo il quale provò una recente catastrofe è per lungo tempo il più sicuro contro una simile ripresa» e che in un sito di recente colpito da un disastro sismico una scossa della stessa forza «ritornerà dopo un’intervallo che la stessa esperienza storica ci dice dover essere di lunghi anni». Sfortunatamente quanto accadde poco più di due anni dopo smentì clamorosamente tali affermazioni.

Non solo gli studiosi, ma tutti gli ischitani, come ricordò Luigi Palmieri, pensavano che il periodo di «riposo» sismico sarebbe stato lungo. Forti di questa convinzione a Casamicciola i proprietari ricostruirono o ripararono «alla meglio» e in tempi molto rapidi le case, gli stabilimenti termali e gli alberghi. Così alla vigilia della stagione estiva dell’anno 1882 il paese «parea interamente rifatto» dai danni subiti. Fu però la stagione balneare del 1883 quella che segnò la ripresa effettiva delle presenze di turisti e pazienti delle terme (Palmieri e Oglialoro 1884).

Come accennato, infatti, l’isola da tempo rientrava tra le mete turistiche internazionali: era nota per le sue risorse termali, ma anche per le bellezze paesaggistiche e, agevolata anche dalla vicinanza all’area partenopea, era molto frequentata per soggiorni anche lunghi da villeggianti italiani ed europei. Casamicciola era la località balneare più rinomata, per le sue moderne strutture termali e i grandi alberghi lussuosi. Woldemar Kaden professore di letteratura tedesca da anni a Napoli, ricordò quanta vivacità e affollamento ci fosse nel luglio del 1883 a Casamicciola: più di 1.500 bagnanti e turisti, alcuni dei quali noti e altolocati, che riempivano alberghi, hotel e appartamenti di privati; sebbene la ricettività fosse al limite, ne erano attesi molti altri (Kaden 1883).

Frontespizio del manoscritto di Giuseppe D’Ascia, dedicato agli effetti del terremoto del 1883 (Museo Francesco Genala, Soresina, CR).

Nessuno pensava di dover rivivere a soli ventotto mesi di distanza un altro disastro sismico e così si ignorarono e si sottovalutarono, si disse poi, due piccole scosse, che se confermate, avrebbero potuto allarmare locali e forestieri, e nuocere, quindi, all’andamento della stagione in pieno svolgimento. Così quando la notte del 23 luglio 1883 alcuni abitanti di Casamicciola che avevano affittato le loro case ai bagnati, dormendo all’aperto sdraiati al suolo avvertirono una leggerissima scossa di terremoto «tutti tacquero». Similmente alcuni turisti, che ne sentirono un’altra leggera accompagnata da un basso rumore la mattina seguente, furono rassicurati con diverse spiegazioni: lo scuotimento fu attribuito non a una scossa, ma da alcuni albergatori alla rottura di una conduttura sotterranea, da altri a dinamite fatta brillare in una miniera. Insomma, ebbe a dire in seguito lo storico locale Giuseppe D’Ascia, «si cercò di nascondere il fenomeno di prevenzione, perché erano soliti a ripetersi questi leggeri movimenti a Casamicciola, senza alcuna triste conseguenza» (Museo Francesco Genala, ms. 1884).

Le fonti

Le informazioni sullo scenario degli effetti del catastrofico terremoto del 28 luglio 1883, sugli aspetti relativi alle sue conseguenze sociali, istituzionali ed economiche, oltre che sui risvolti più propriamente sismologici e scientifici, derivano da numerosissime fonti coeve di tipologia diversa.

I dati ufficiali del terremoto – numero di morti, feriti, edifici distrutti o danneggiati, ammontare dei danni – sono riportati nella lunga Relazione finale, prodotta dal Comitato Centrale di Soccorso, una sorta di task force istituzionale, costituita con decreto del Presidente del Consiglio sei giorni dopo il terremoto, con funzione di coordinamento degli aiuti e di organo unico di raccolta e distribuzione dei fondi, pervenuti da enti e privati, italiani ed esteri. Le schede inedite compilate dai proprietari delle case crollate o danneggiate, allegate come atti all’attività dello stesso Comitato, così come i questionari redatti durante i sopralluoghi della Commissione nominata dal Collegio degli Architetti e Ingegneri di Napoli contengono dettagli fino al livello dei singoli edifici, in particolare per i comuni più grandi e più colpiti.

Tutti i maggiori geologi, sismologi e studiosi o appassionati di geofisica dell’epoca, ufficialmente incaricati, o scientificamente interessati, si recarono sul posto a studiare l’evento. Benché spesso questi studiosi cercassero negli effetti sismici quegli indizi sulle caratteristiche della scossa (direzione, natura ondulatoria o sussultoria, ampiezza delle onde) che consentissero loro di calcolare i parametri (localizzazione dell’epicentro e profondità) con i modelli matematici allora utilizzati, le loro descrizioni puntuali località per località, caseggiato per caseggiato, vallone per vallone, le loro considerazioni sulla natura dei terreni e sulla qualità degli edifici, restituiscono lo scenario del terremoto in tutta la sua complessità.

Ricordiamo le osservazioni dirette di Michele Stefano de Rossi, autore di numerosi contributi e di quattro relazioni presentate al ministro dell’Agricoltura, Industria e Commercio (pubblicate nella Gazzetta Ufficiale) e scritte in qualità di direttore dell’Osservatorio e Archivio Centrale Geodinamico di Roma, istituito proprio l’anno precedente a seguito del terremoto ischitano del 1881, ricordato sopra. De Rossi raccolse in seguito tutte le sue analisi (confrontate e integrate con quelle di altri studiosi) e un suo catalogo delle informazioni diviso per località, nel volume undicesimo (1884) del Bullettino del Vulcanismo Italiano, una rivista da lui fondata dieci anni prima, completamente dedicata ad argomenti inerenti le Scienze della Terra.

Carta degli effetti sismici del terremoto del 1883 redatta da Michele Stefano de Rossi (1884).

Visitarono l’isola e l’area dei maggiori effetti, anche più di una volta, e ne riferirono più o meno dettagliatamente: l’allora giovane Giuseppe Mercalli, autore tra altro de L’isola d’Ischia ed il terremoto del 28 luglio 1883 (1884), una dettagliata memoria su effetti, cause e linee guida per la ricostruzione, che lo fece conoscere e affermare nell’ambito sismo-vulcanologico italiano; il direttore del Regio Osservatorio Vesuviano Luigi Palmieri, autorità riconosciuta in ambito sismologico, autore di una relazione sull’evento insieme al chimico Agostino Oglialoro, che curò la parte relativa all’attività delle fumarole in relazione al terremoto. Ventiquattrore dopo il terremoto giunse sull’isola l’inglese Henry James Johnston-Lavis. Era a Napoli dal 1880 per perfezionare i suoi studi di medicina, ma da molto prima aveva maturato un interesse scientifico per la geologia e in particolare per i vulcani campani: i suoi contributi (1883, 1885) sono di grande utilità perché, riportando un dettagliato scenario dei danni dei due terremoti del 1881 e 1883, forniscono informazioni spesso anche su differenze, analogie dei due eventi e sullo stato delle riparazioni. Raggiunsero Ischia e riferirono del terremoto molti altri studiosi, tra cui citiamo il sismologo Alessandro Serpieri, il geologo e mineralista Guglielmo Guiscardi, inviato dall’Accademia delle Scienze Fisiche e Matematiche di Napoli e l’ingegnere e geologo Luigi Baldacci, due volte a Ischia nell’agosto 1883 su incarico dal Regio Corpo delle Miniere. Alcuni altri studiosi coevi di ambito antropologico (Eugenio Fazio, Amerigo de Ciutiis, Clodomiro Perrone, Thomas W.S. Jones) focalizzarono la loro attenzione sulla risposta sociale ed economica alle distruzioni sismiche.

Questo terremoto fu un evento che oggi chiameremmo sicuramente ‘mediatico’. Ricordiamo che il periodo in cui avvenne il terremoto – fine luglio – era di massima presenza di turisti, di provenienza nazionale ed europea. Per questo e per la fama di cui da tempo godeva l’isola, il terremoto non poteva non avere una grande eco nei giornali e nelle riviste dell’epoca, italiani ed esteri, divenute oggi per noi fonti di informazioni sull’evento.

Prima pagina della rivista spagnola La Ilustración española y americana del 15 agosto 1883, dedicata al disastro di Casamicciola.

I resoconti e le corrispondenze giornalistiche dei principali quotidiani dell’epoca (Corriere del Mattino, Il Piccolo, Roma, Il Messaggero, Corriere della Sera, Gazzetta Piemontese, La Gazzetta di Mantova,), a cominciare dalle primissime ore dopo la scossa distruttiva delle 21:25 locali, riferirono con pathos crescente man mano che l’evento assunse le dimensioni di una immane tragedia, molti aspetti che caratterizzarono questo terremoto: lo smarrimento nell’immediato dei superstiti che, atterriti dalla scossa appena vissuta, dal rumore e dalla fitta polvere dei crolli, vagavano al buio in cerca di parenti e aiuto; il drammatico conteggio progressivamente crescente di morti e feriti; le tragedie dei singoli; le scosse successive; l’entità delle distruzioni; la dedizione dei soccorritori, contestualmente alle polemiche su ritardi e inadempienze; le iniziative di solidarietà; le controversie politiche e quelle scientifiche, fra esperti e studiosi, sull’origine di quel terremoto. Le testimonianze fotografiche, di cui qui proponiamo qualche esempio, forniscono supporto e immediato riscontro visivo alle testimonianze scritte, e sono, insieme ad altre tipologie iconografiche (disegni, xilografie, schizzi e mappe tecniche) a loro volta preziose fonti di informazioni.

Gli effetti

Il terremoto della sera del 28 luglio ebbe effetti distruttivi. I numeri della catastrofe sono impressionanti: 2.333 i morti, di cui 625 (il 27%) turisti, e 701 feriti (79, il 13%, non ischitani); oltre 1.360 gli edifici crollati totalmente. Le devastazioni si concentrarono in gran parte in un’area di circa 15 km2 (dei 46 complessivi dell’isola) a nord-nordovest, corrispondente ai territori comunali di Casamicciola, Forio e Lacco Ameno.

Distribuzione degli effetti del terremoto del 28 luglio 1883 secondo CFTI5Med.

Lo scenario degli effetti per località mostrò con drammatica evidenza ai contemporanei la specificità della risposta sismica dei paesi ischitani, già osservata due anni prima: la distribuzione dei danni fu, infatti, fortemente disomogenea tra la parte alta e quella costiera all’interno dello stesso comune, anche a distanze molto brevi.

Lo si vide benissimo a Casamicciola, il comune più colpito, abitato da 4.300 persone: l’80% delle 672 abitazioni esistenti crollò e il restante 20% fu danneggiato. A questi vanno aggiunti i crolli e i danni agli edifici pubblici, religiosi e turistici, cioè gli stabilimenti termali e le strutture ricettive.

Fu nella parte alta del paese che avvenne la distruzione della totalità degli edifici. Seguendo la toponomastica stradale, rimasta pressoché inalterata da allora, da ovest verso est, possiamo ripercorrere le aree rase al suolo quasi istantaneamente dalla scossa, che ridusse in macerie, spesso minute, gli edifici e lasciò in piedi solo qualche pezzo di muro: dai caseggiati di Casamennella, La Rita, piazza Maio (dove collassò la parrocchiale di S.Maria Maddalena), Purgatorio, lungo corso Garibaldi e le vie Sassola e Roma, fino a piazza Bagni. In questa piazza, centro della cosiddetta zona Monte, il grande edificio termale del Pio Monte della Misericordia, di pianta poligonale irregolare e costruito a strapiombo su una ripida scarpata, già sconquassato nel 1881, crollò, come pure il vicino ospizio omonimo; la chiesa della Madonna dell’Assunta, con navata centrale e due laterali, subì crolli con modalità ricorrenti in questo genere di edifici: la facciata e porzioni adiacenti della navata centrale e delle laterali, si distaccarono e crollarono, portando con sé parte della copertura; il resto dell’edificio rimase in piedi profondamente lesionato. Anche più a est nei rioni Spezieria, Tresta e Bagno Fresco le distruzioni colpirono la quasi totalità dell’edificato.

Effetti sismici a Piazza Maio e nella chiesa parrocchiale di S.Maria Maddalena: a sinistra i danni del terremoto del 1881 a destra le distruzioni di quello del 1883.

Nelle aree immediatamente a nord e intermedie tra la parte alta e il litorale di Casamicciola, i crolli furono estesi, ma non totali e i danni gravissimi: si tratta del rione occidentale Campo, delle due colline dove sorgevano rispettivamente i rinomati alberghi Piccola e Grande Sentinella (il primo crollato totalmente, il secondo parzialmente), di viale Regina Margherita, e più a est del quartiere San Pasquale e dei famosi due edifici comunicanti dell’albergo Villa Balsamo, segnato da crolli parziali (la parte nordest del fabbricato nord crollò, la restante e l’edificio gemello furono gravemente lesionati).

Danni gravissimi del terremoto del 1883 nei due edifici gemelli del famoso albergo Villa Balsamo.

A Casamicciola bassa i danni furono tanti, ma decisamente minori e, la loro gravità diminuì gradualmente, passando dalla parte occidentale, la cosiddetta Marina, dove in molte case crollarono i piani superiori e in molte altre ci furono gravi e profonde lesioni, a quella orientale, zona Perrone-Cimitero, dove gli edifici subirono leggere lesioni.

Lo scenario fu poco meno catastrofico, ma molto simile nella distribuzione dei danni a Lacco Ameno, abitata da 1800 persone: delle 389 case esistenti, 269, cioè il 69%, crollarono, 102 (il 26%) furono danneggiate e solo 18 (5%) non subirono effetti. Tuttavia le distruzioni pressoché totali avvennero nelle parti alte del comune, cioè nelle frazioni Casamonte, Fango, Pannella e Mezzavia. Più in basso avvicinandosi alla Marina, nelle vie Fundere, del Rosario, San Rocco, e a Villa Arbusto, i crolli furono minori ma comunque estesi, e tutto l’edificato fortemente danneggiato. Sulla costa gli effetti furono meno gravi: a est, all’Annunziata, la chiesa omonima e le case rimasero in piedi ma con gravi danni; intorno a piazza Santa Restituta, nella parte bassa centrale del paese, gli edifici furono lesionati e subirono strapiombi, come l’omonima chiesa che ebbe il distacco della facciata; a ovest, nelle zone di Monte Vico, Zale e San Montano, le case subirono danni leggeri o rimasero illese.

Distruzioni a Lacco Ameno.

Anche a Forio, che insieme alla più meridionale delle sue frazioni Panza (gravemente danneggiata) aveva 6.800 abitanti, le distruzioni furono estese. Per questa località il Comitato di Soccorso fornì i dati relativi ai 2.713 vani esistenti: 1.344 (il 49,5%) crollarono, 977 (il 36%) furono danneggiati e 392 (14,5 %) non ebbero danni. La parte alta del comune fu quella più colpita con crolli totali e parziali e gravi danni: a partire dalle frazioni sui versanti dell’Epomeo, Monterone, Tirone e contrada Monte, dove gran parte delle case furono distrutte, i danni furono progressivamente minori, ma comunque gravissimi, fino a quote più basse, cioè la parte appena sopraelevata vicina al mare, dove ci furono crolli parziali (tra cui il campanile della chiesa di S.Maria di Loreto), e gravi lesioni. Anche i piccoli caseggiati e le case sparse sui crinali del monte Epomeo furono in gran parte distrutti.

Le località del versante sud-sudovest del monte Epomeo furono gravemente danneggiate. Sia a Serrara, sia nelle sue frazioni Fontana e Ciglio, ci furono crolli solo parziali di edifici e gravi lesioni nelle case e nelle rispettive chiese parrocchiali. Complessivamente nel territorio comunale abitato da 2.000 persone, dei 1.159 vani componenti le abitazioni, 65 (6%) crollarono, 973 (84%) furono danneggiati e 121 (10%) rimasero illesi.

Il comune di Barano d’Ischia (4.600 abitanti) ebbe tipologie di danni (crolli parziali e gravi lesioni) e percentuali simili nei 1.693 vani esistenti nel suo territorio: 63 (4%) crollati, 1430 (84%) danneggiati e 200 (11%) illesi, distribuiti tra il capoluogo e le frazioni di Buonopane e Fiaiano.

Le località dell’area orientale dell’isola ebbero effetti progressivamente minori dalla dorsale dell’Epomeo fino a Ischia e Ischia Porto dove i danni furono pochi e lievi.

Il ripetersi di numerose altre scosse, tra cui la più forte avvenne alle 10:00 locali del 3 agosto, determinarono la caduta di muri pericolanti e un ulteriore indebolimento degli edifici rimasti in piedi.

Effetti sull’ambiente naturale

Ci furono numerosi effetti, più o meno evidenti ai contemporanei. Alcuni cambiamenti avvennero già qualche giorno prima della scossa distruttiva. Tra questi ci furono le variazioni osservate nelle acque sotterranee, che poi impiegarono tempi diversi per ritornare allo stato preesistente: ci fu un aumento progressivo della temperatura e una sensibile diminuzione della loro portata in diverse sorgenti termali (Gurgitello a Casamicciola, Cavascura a Serrara, Nesbith e Santa Restituta a Lacco Ameno, Soriceto a Panza) e una diminuzione delle acque nei pozzi di alcune località (a Casamicciola, e a Citara e Baiola frazioni di Forio). Sempre qualche giorno prima le fumarole di Montecito a Casamicciola, così come quelle sulla spiaggia di Maronti, nel comune di Serrara, scarsamente attive da tempo, aumentarono notevolmente l’attività caratterizzata da sibili e forti getti di vapore. Dopo la scossa variarono le intensità di emissione, si formarono nuove fumarole e ne scomparvero altre.

Diverse persone riferirono di aver visto contemporaneamente al terremoto anomali fenomeni luminosi (lampi o sfere incandescenti). Sulla costa furono notati alcune anomalie nel livello dell’acqua marina: a Forio un inconsueto ritiro del mare come se il fondale marino si fosse sollevato; a Citara un’emersione in superficie di quantità di fango, e a Ischia un ritiro dalla linea di costa del mare, ritornato a distanza di un’ora con una ondata di debole entità.

Le due grandi frane indotte dal terremoto sul versante nord-occidentale del monte Epomeo, sopra l’abitato di Fango (comune di Lacco Ameno).

Tra gli effetti ambientali tali da determinare modificazioni significative al territorio ci furono le frane attivate dalla scossa distruttiva sui versanti dell’Epomeo. In particolare, sopra l’abitato di Fango se ne distaccarono due vicine, con fronte di circa 90 m, con un movimento verso il basso dai 500 ai 150 m sul livello del mare. Si verificarono anche distacchi di enormi massi tufacei che rovinarono i terreni sottostanti e si aprirono in più punti delle fenditure nel terreno.

L’impatto socio-economico

Le conseguenze del terremoto sulle piccole comunità dell’isola furono devastanti. Anche da questo punto di vista è evidente perché questo evento fu chiamato, il terremoto di Casamicciola. Fu il paese demograficamente più colpito: la perdita di una percentuale altissima (il 29%), cioè 1.235 dei suoi 4.300 abitanti, fu tale da compromettere pesantemente il tessuto e gli equilibri sociali, oltre che le attività produttive del paese. La ripresa demografica fu lenta e solo più di cinquantanni dopo gli abitanti superarono di nuovo le quattromila unità (4.086 nel censimento del 1936). La perdita di abitanti negli altri paesi colpiti fu in percentuale molto minore (8% a Lacco Ameno, meno del 6% a Forio) e le conseguenze socio-economiche furono quindi più velocemente e facilmente assorbite negli anni successivi.

I danni al patrimonio edilizio e ai beni dei paesi colpiti furono ingenti: alla fine delle attività di ricognizione il Comitato governativo di soccorso stimò in lire 9.857.017 l’entità dei danni ai beni immobili e in lire 1.388.466 a quelli mobili.

Le devastazioni del terremoto, inoltre, compromisero per anni le attività produttive principali dell’isola: frane e smottamenti distrussero campi e vigne, danneggiando gravemente la produzione agricola isolana, la cui attività prevalente era la viticoltura e la produzione del vino. Il turismo, trasversale a tutti i ceti sociali per la presenza sia di strutture di lusso, sia dell’ospizio della Misericordia che assicurava cure gratuite ai poveri, era divenuto nel tempo la principale attività di sostentamento di Casamicciola, tanto che i contemporanei affermavano che negli anni immediatamente precedenti il terremoto, in quattro mesi (da luglio a settembre) il paese si assicurava il sostentamento. Come si è visto, le strutture e le attività legate al turismo termale e balneare di Casamicciola furono colpite dal terremoto e per molti anni questa risorsa ne rimase compromessa.

a cura di Cecilia Ciuccarelli e Dante Mariotti (INGV, Sezione di Bologna)


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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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Il terremoto di Casamicciola del 21 agosto 2017: osservazioni sul moto del suolo

Il terremoto di magnitudo ML 3.6±0.2, MD 4.0±0.3 avvenuto il 21 agosto 2017 alle ore 20:57 italiane è stato localizzato in prossimità del comune di Casamicciola Terme, nell’Isola di Ischia: latitudine 40.74°, longitudine 13.90°, profondità di circa 2 km. Si tratta di un evento molto superficiale, non raro in corrispondenza di aree vulcaniche.

I danni all’edificato sono stati ingenti nell’area di Casamicciola. Qui si sono verificati anche crolli parziali e totali come riportato dal Report del Gruppo QUEST dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) che ha effettuato il rilievo macrosismico. Il Gruppo QUEST attribuisce a Casamicciola Terme, Fango (Lacco Ameno) e Marina di Casamicciola rispettivamente un’intensità EMS ((European Macroseismic Scale [Grünthal, 1998] ) pari a VIII, VII e VI, mentre tutte le altre località dell’Isola sono state valutate tra EMS IV e V (QUEST, 2017).

Di seguito le analisi dei dati accelorometrici, degli effetti di sito e le Shakemaps.

Dati registrati e confronto con modelli predittivi del moto del suolo

Le stazioni sismiche operanti sull’Isola di Ischia sono ubicate in 4 punti:

  • IOCA, presso l’Osservatorio Casamicciola, Ischia
  • IFOR a Faro Punta Imperatore, Ischia
  • IMTC sul Monte Corvo, Ischia
  • CAI presso il Castello Aragonese

Epicentro del terremoto del 21 agosto 2017 (la stella gialla) e stazioni sismiche (triangoli rossi) installate sull’Isola di Ischia. Alle stazioni IOCA, IMCT e IFOR sono affiancate stazioni velocimetriche a corto periodo analogiche.

La stazione IOCA è equipaggiata con un sensore velocimetrico a larga banda e un accelerometro, mentre le stazioni IFOR e IMTC sono dotate di sensore velocimetrico a larga banda. A queste tre stazioni si affiancano strumenti analogici. La stazione CAI è infine dotata di un solo sensore analogico. La stazione IOCA ha registrato sia il segnale velocimetrico, superando il valore soglia dello strumento, sia il segnale accelerometrico con un picco di accelerazione (PGA, Pick Ground Acceleration) di circa 28% g e un picco di velocità (PGV, Peak Ground Velocity) di 18 cm/s.

Epicentro del terremoto del 21 agosto 2017 (stella gialla) e stazioni sismiche (triangoli) della Rete Sismica Nazionale entro i 50 km dall’epicentro (http://esm.mi.ingv.it). I colori dei triangoli indicano gli intervalli di PGA registrati a ciascuna stazione.

Il quadro completo dei segnali registrati dalle stazioni sismiche della Rete Sismica Nazionale entro i 50 km dall’epicentro è mostrato nella figura sopra. I segnali sono disponibili al sito http://esm.mi.ingv.it.

Registrazione accelerometrica alla stazione IOCA. In alto la componente Est-Ovest (picco di accelerazione = 272 cm/s2, che corrispondono a 28% g), al centro la componente Nord-Sud (picco di accelerazione = 191 cm/s2, che corrispondono a 19% g), in basso la componente verticale (picco di accelerazione = 267 cm/s2, che corrispondono a 27 %g).

Le forme d’onda in accelerazione registrate dalla stazione IOCA sono mostrate nella figura sopra, dove sono riportate le tre componenti (est-ovest, nord-sud, verticale).

Attenuazione del moto del suolo con la distanza dall’epicentro. Confronto tra dati osservati e dati predetti da una legge di attenuazione. In alto: picco di accelerazione orizzontale (PGA), in basso: picco di velocità orizzontale (PGV); a sinistra: confronto per siti ubicati su roccia (EC8-A indicato come Site A), a destra: terreni rigidi (roccia alterata, depositi coerenti o cementati, EC8-B, indicato come SiteB). La curva rossa rappresenta la predizione della legge di attenuazione per le zone vulcaniche (TL16), mentre la curva blu è la legge di attenuazione per le zone attive crostali (ITA10), i cerchi sono i dati osservati.

Questa figura mostra l’andamento del picco di accelerazione (PGA) e di velocità (PGV) orizzontale in funzione della distanza epicentrale. I dati osservati (cerchi in figura) sono confrontati con leggi predittive del moto del suolo, che servono a stimare i parametri di scuotimento in funzione della magnitudo dell’evento, della distanza dalla sorgente e del tipo di terreno. Due sono le leggi riportate in figura, la prima si riferisce alla legge di attenuazione sviluppata per le zone sismicamente attive in Italia (es. Abruzzo, centro Italia, Friuli, Emilia) da Bindi e collaboratori (ITA10, 2011), mentre la seconda è stata calibrata per la zona Etnea da Tusa e Langer (TL16, 2016).

Come atteso, la legge predittiva specifica per le zone vulcaniche (TL16) riproduce con maggiore accuratezza il dato osservato, sia per quanto riguarda i parametri di picco delle registrazioni (figura sopra), che per gli spettri di risposta, una rappresentazione dello scuotimento che viene utilizzata dagli ingegneri per la progettazione antisismica (figura sotto).

Spettri di risposta. Confronto tra dati osservati e dati predetti per 4 stazioni ubicate a diverse distanze dall’epicentro (IOCA, CAFL, VAGA, CAFE). La curva rossa rappresenta la predizione della legge di attenuazione per le zone vulcaniche (TL16), mentre la curva blu è la legge di attenuazione per le zone sismicamente attive (ITA10); la curva nera è il dato osservato alle quattro stazioni.

Guardando gli spettri di risposta (figura sopra), il confronto tra dati osservati e dati predetti per 4 stazioni ubicate a diverse distanze dall’epicentro (IOCA, CAFL, VAGA, CAFE), si nota che fa eccezione il dato registrato a Casamicciola (stazione IOCA) che ricade oltre una deviazione standard rispetto alla mediana della predizione. Questa discrepanza potrebbe essere attribuita al fatto che la legge di attenuazione è stata calibrata su un set di dati in cui le registrazioni a breve distanza dalla sorgente sono poco rappresentate. Va menzionato che sono stati osservati terremoti in zone vulcaniche caratterizzati da forti scuotimenti in prossimità dell’epicentro, che si attenuano velocemente con la distanza. Un esempio simile è il terremoto delle Isole Hawaii del 6 settembre 2016 alle 14:25:57, magnitudo ML 4.0, che ha causato un picco di accelerazione orizzontale (registrato alla stazione WILD dell’Osservatorio delle Isole Hawaii, vedi sito web dell’USGS) comparabile a quello di Casamicciola.

Effetti di sito

Le caratteristiche dello scuotimento del terreno sono fortemente influenzate dalle condizioni geologiche, geomorfologiche e geotecniche locali che modificano il moto sismico. Tali modificazioni, note come “Effetti di Sito” (figura sotto), possono comportare una forte amplificazione del movimento sismico su terreni alluvionali recenti rispetto al moto osservato su terreni rigidi o roccia (https://www.youtube.com/watch?v=YSQVfqny4Rg). Gli effetti di amplificazione del moto sismico sono caratterizzati, nei casi più semplici, da una frequenza caratteristica di vibrazione del terreno (frequenza di risonanza f0), che dipende dallo spessore ‘h’ dei sedimenti superficiali e dalla velocità di propagazione delle onde sismiche di taglio.

Conoscere la frequenza caratteristica dei terreni è di estrema importanza, poiché si potrebbero verificare fenomeni di risonanza per l’interazione tra il terreno e le strutture.

Il fenomeno degli effetti di sito su terreni soffici (da “Terremoto e rischio sismico” di Maria Grazia Ciaccio, Giovanna Cultrera, Ediesse editore, 2014).

La misura del movimento del terreno ci permette di fare valutazioni sugli effetti di sito. Questo è uno dei motivi per cui il gruppo operativo EMERSITO dell’INGV installa stazioni sismiche per misurare gli effetti di sito in area epicentrale.

Interventi del gruppo operativo EMERSITO dell’INGV durante la sequenza sismica Amatrice-Visso-Norcia 2016-17.

Una delle tecniche di analisi sismologica più utilizzate per la quantificazione degli effetti di sito si basa sull’osservazione che il movimento del terreno presenta ampiezze maggiori nelle componenti orizzontali, rispetto alla componente verticale, in corrispondenza della frequenza di risonanza dei terreni superficiali.

La figura sotto mostra il rapporto tra gli spettri di Fourier delle componenti orizzontali e della componente verticale (rapporto H/V) del moto registrato alla stazione della Rete Sismica Nazionale dell’INGV installata a Casamicciola (IOCA) durante il terremoto del 21 agosto. Il grafico evidenzia un chiaro picco in corrispondenza della frequenza di risonanza dei terreni sottostanti (tra 1 Hz e 2 Hz).

Rapporto spettrale H/V per il terremoto del 21 agosto 2017 registrato alla stazione IOCA.

In mancanza di registrazioni di terremoti, un’analisi analoga può essere effettuata utilizzando misure di vibrazioni ambientali, cioè quelle vibrazioni sia naturali che antropiche sempre presenti sulla superficie terrestre ma non percepite dall’uomo.

Per le stazioni sismiche IOCA, IFOR e IMTC presenti sull’Isola di Ischia sono state quindi selezionate 2 ore di registrazione e calcolato il rapporto H/V delle vibrazioni ambientali.

I grafici sotto riportati confermano effetti di amplificazione elevati al sito IOCA. Tali effetti, seppure meno significativi, si evidenziano per il sito di IFOR, mentre sono quasi del tutto assenti per il sito IMTC.

Rapporti spettrali H/V calcolati su 2 ore di registrazione di vibrazioni ambientali precedenti l’evento sismico alle stazioni di IOCA, IMTC e IFOR.

In conclusione si può affermare che i dati sismologici disponibili evidenziano una diversità nella risposta sismica dei 3 siti di registrazione suggerendo in modo molto chiaro la presenza di importanti effetti di sito alla stazione di IOCA ubicata nella parte alta di Casamicciola in località Grande Sentinella.

Tali risultati, per quanto utili, sono limitati ai pochi punti di osservazione disponibili. Per meglio comprendere l’origine e l’estensione areale degli effetti di sito sull’Isola, sono quindi in programmazione delle campagne di indagini geofisiche e geologiche di dettaglio che verranno condotte nelle prossime settimane.

Mappe di scuotimento (Shakemaps)

Le mappe di scuotimento forniscono una immediata visualizzazione del livello di scuotimento (shaking) di una zona colpita o interessata da un terremoto. A riguardo si veda l’articolo pubblicato su questo blog “Le Shakemap: una pronta ed efficace visualizzazione dello scuotimento prodotto da un terremoto”. In sintesi, le Shakemap riportano i valori di picco registrati da accelerometri e sismometri, principalmente forniti dalla Rete Accelerometrica Nazionale (RAN) del Dipartimento della Protezione Civile e dalla Rete Sismica Nazionale (RSN) dell’INGV, presenti nella zona del terremoto. Ove non sono presenti valori osservati, il software interpola i dati avvalendosi delle leggi di attenuazione del moto del suolo, che sono leggi empiriche per la predizione dei parametri di scuotimento in funzione della distanza, della magnitudo e delle condizioni del terreno.

È importante sottolineare che lo scopo principale delle Shakemap è di fornire una prima, rapida e approssimativa stima dello scuotimento ad una scala tale da fornire agli organi di protezione civile e alla comunità scientifica un quadro di massima di quanto si è verificato, senza tuttavia fornire dettagli a scala locale. È implicito che l’attendibilità della mappa di scuotimento sarà maggiore all’aumentare della densità di stazioni di registrazione che contribuiscono al calcolo.

Il caso del terremoto di Ischia è particolarmente complesso e difficile per poter effettuare una riproduzione accurata del reale scuotimento osservato utilizzando la procedura ShakeMap poiché:

1) esiste un solo dato utilizzabile sull’Isola di Ischia (stazione sismica IOCA, sensore accelerometrico, ubicato presso l’Osservatorio di Casamicciola);

2) la procedura di Shakemap attualmente sviluppata utilizza leggi predittive del moto del suolo che non sono state implementate per le aree vulcaniche;

3) sono stati osservati effetti locali di amplificazione del moto del suolo alla stazione IOCA.

Mappe di scuotimento calcolate ad una scala maggiore rispetto a quella delle mappe presenti sul sito Shakemap. Mappa in intensità macrosismica espressa in scala macrosismica MCS (sinistra), mappa in PGA (centro) e mappa in PGV (destra).

Per le ragioni sopra esposte, le Shakemap del terremoto di Ischia del 21 agosto non consentono di rappresentare con accuratezza lo scuotimento dovuto al sisma sull’Isola. Le mappe di scuotimento sopra riportate (disponibili all’indirizzo http://shakemap.rm.ingv.it/shake/16796811/intensity.html) derivano essenzialmente dall’applicazione della sola legge di attenuazione e rappresentano un compromesso, che porta alla sottostima dello scuotimento in area epicentrale, ma ad una stima più corretta dello scuotimento del resto dell’Isola, in accordo con le indagini macrosismiche finora disponibili (QUEST, 2017). È tuttavia sempre possibile l’utilizzo dei dati forniti dalle registrazioni accelerometriche della stazione sismica IOCA per investigare lo scuotimento localmente (poche decine di metri) nei pressi della stazione stessa. Per lo scuotimento al di fuori dell’Isola, le mappe tuttavia evidenziano una rilevante attenuazione del moto del suolo con la distanza – un fenomeno comune alle zone vulcaniche.

a cura di A. Michelini, L. Luzi, G. Lanzano, R. Puglia, C. Felicetta, M. D’Amico, E. Russo, F. Pacor, L. Faenza, V. Lauciani, G. Cultrera e G. Milana, INGV


Bibliografia

Bindi, D., F. Pacor, L. Luzi, R. Puglia, M. Massa, G. Ameri, and R. Paolucci (2011), Ground motion prediction equations derived from the Italian strong motion database, Bulletin of Earthquake Engineering, 9(6), 1899–1920, doi:10.1007/s10518-011-9313-z.

EMERSITO Working Group (2017). Rapporto n.1 per l’evento sismico Ischia 2017. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, 23/08/2017. 

Gruppo di Lavoro INGV sul terremoto dell’Isola di Ischia (2017). Rapporto di sintesi preliminare sul Terremoto dell’Isola d’Ischia (Casamicciola) M4.0 del 21 agosto 2017, doi: 10.5281/zenodo.854408

QUEST- Rilievo macrosismico per il terremoto Isola di Ischia del 21 agosto 2017 – Aggiornamento al 25 agosto 2017 (ore 20), coordinamento del rilievo A. Tertulliani e R. Azzaro.

Tusa, G., & Langer, H. (2016). Prediction of ground motion parameters for the volcanic area of Mount Etna. Journal of Seismology. http://doi.org/10.1007/s10950-015-9508-x

Terremoto dell’Isola d’Ischia del 21 agosto 2017: il rilievo macrosismico

A seguito del terremoto che ha colpito l’isola di Ischia il 21 agosto 2017, alle ore 20:57 italiane, squadre del gruppo operativo QUEST (QUick Earthquake Survey Team) dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) in collaborazione con personale dell’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA) hanno iniziato a svolgere il rilievo macrosismico sul terreno a partire dal pomeriggio del 23 agosto. Il rilievo è stato condotto secondo la 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) ed ha riguardato solo il danno esterno agli edifici.

L’area maggiormente danneggiata (e quasi unicamente) è risultata la parte collinare di Casamicciola Terme, il cui abitato è distribuito sul versante settentrionale dell’isola. Per distinguere chiaramente le zone a diversità di danneggiamento all’interno dello stesso territorio comunale di Casamicciola Terme, sono state tenute separate, in questa fase del rilievo, due aree: la parte collinare di Casamicciola (Zona Rossa) e Marina di Casamicciola.

Marina di Casamicciola non appare particolarmente danneggiata, avendo subito danni lievi anche se abbastanza diffusi (Intensità EMS VI).

Sulla parte collinare (Zona Rossa) l’abitato di Casamicciola risulta edificato sulle creste di piccole vallette o terrazzi e conoidi, a guisa di piccoli insediamenti separati. Qui il danno si presenta localmente molto grave. Infatti, sebbene la maggioranza delle abitazioni fosse di tipo B, secondo la classificazione della scala EMS (edifici di buona fattura in mattoni o blocchetti di tufo o pietra squadrata),  non erano presenti tiranti e catene o altri elementi vincolanti. Percentualmente, invece, poche le case di tipo A (edifici in pietra non lavorata, muratura a sacco con malte scadenti a volte assenti, in generale le più vulnerabili) e di tipo C (generalmente in cemento armato o in muratura cordolata).

Casamicciola. Lesione sulla parete con espulsione di muratura.

I danni osservati sono pochi crolli totali, molti danni come lesioni a croce, perdita di verticalità e ribaltamento di pareti, espulsione di spigoli, qualche crollo parziale (vedi foto sopra e sotto). Gli edifici in cemento armato hanno subito in rari casi danni come lievi lesioni alle tamponature.

Casamicciola. Crollo parziale.

Il complesso dei danni osservati giustifica l’assegnazione del grado VIII alla zona rossa di Casamicciola Terme.

Danni diffusi anche nella frazione Fango di Lacco Ameno a cui è stata assegnata una intensità pari al VII EMS. In Lacco Ameno capoluogo si osservano sporadici danni molto lievi (Intensità EMS V).

La assegnazione dei gradi più bassi, laddove non vi è manifestazione del danno, è stata svolta tramite interviste alla popolazione, con la valutazione degli effetti transitori, come la caduta di oggetti e il livello di percezione della popolazione.

Località Intensità EMS
Casamicciola T. (zona rossa) VIII
Fango (Lacco Ameno) VII
Marina di Casamicciola VI
Fontana V-VI
Ciglio V
Lacco Ameno V
Serrara V
Forio IV-V
Perrone IV-V
Barano IV-V
Ischia Porto IV

La concentrazione dei danni e loro gravità configura un chiaro effetto di sito nella zona collinare di Casamicciola Terme. Questo si accorda anche con la fortissima attenuazione osservata: infatti, a distanze anche molto ridotte dalla zona più danneggiata, non compare alcun effetto di danno (vedi tabella sopra).

Il rilievo è ancora in corso da parte delle squadre di QUEST al fine di completare il quadro di risentimento su tutta l’isola.


Citare come R. Azzaro, S. Del Mese, G. Martini, S. Paolini, A. Screpanti, V. Verrubbi A. Tertulliani (2017), QUEST- Rilievo macrosismico per il terremoto dell’isola di Ischia del 21 agosto 2017, Rapporto interno, doi:10.5281/zenodo.849091.

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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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