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

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

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

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

– indagini geologiche da parte del Servizio Emergenze Geologiche – OV

– analisi geochimiche da parte del gruppo geochimico di Palermo

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

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

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

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

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

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

1 km SW Casamicciola Terme (NA)

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

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


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La magnitudo del terremoto del 30 ottobre 2016

Il terremoto di ieri mattina, 30 ottobre alle 7.40, ha avuto magnitudo Richter 6.1 e magnitudo momento Mw 6.5.

L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) utilizza entrambe le magnitudo: la magnitudo Richter, definita anche magnitudo locale ML, perché è molto rapida da calcolare ed è abbastanza affidabile per i terremoti fino a magnitudo 6; la magnitudo momento Mw, perché fornisce una stima più accurata dell’energia rilasciata dal terremoto e, in particolare, per quelli più forti.

La magnitudo Richter ML si calcola in pochissimi minuti e si comunica al Dipartimento della Protezione Civile dopo 2 minuti e alla popolazione tramite web e social media entro 30 minuti (in media dopo 12 minuti).

I valori preliminari di magnitudo, basati su dati incompleti ma disponibili già dopo pochi minuti dal terremoto, possono differire dalla magnitudo definitiva (fino a circa 0.5), ma sono indispensabili per scopi di protezione civile. Nei minuti successivi vengono aggiornati con stime più accurate non appena sono disponibili nuovi dati. Il procedimento usato è riportato su questo blog e sulla Guida al sito cnt.rm.ingv.it con gli eventi sismici in tempo reale.

Perché la magnitudo Richter non va bene per i terremoti forti?

Per capirlo dobbiamo innanzitutto spiegare come si calcolano le due magnitudo

La magnitudo Richter ML è ottenuta a partire dall’ampiezza massima delle oscillazioni registrate da un sismometro standard, chiamato Wood-Anderson, sensibile a onde sismiche con frequenza relativamente elevata di circa 0.8 Hz.ml

Questo metodo funziona abbastanza bene per i terremoti con magnitudo inferiore a 6.0.

imgresI terremoti di magnitudo maggiore, invece, emettono una parte importante di energia a frequenze più basse rispetto a 0.8 Hz, per cui la massima ampiezza misurata sul sismografo Wood-Anderson non rappresenta tutta l’energia emessa dal terremoto.

Per questo motivo i terremoti di magnitudo momento Mw maggiore di 6 tendono ad avere valori di magnitudo Richter ML molto simili (vedi figura al lato). In questi casi si deve quindi far ricorso alla magnitudo momento Mw.

Per calcolare la Msi deve analizzare una porzione molto lunga dei sismogrammi a larga banda, in modo da considerare tutta l’energia emessa e dare così un valore più realistico. Per far questo si deve aspettare la registrazione di tutto il segnale sismico alle varie (tante) stazioni della Rete Sismica Nazionale e analizzarle. Questo comporta dei tempi più lunghi, non compatibili con gli scopi di protezione civile e con il desiderio del pubblico di avere una informazione immediata.

Sul nostro sito cnt.rm.ingv.it è possibile vedere tutto quello che fa il personale in sala sismica e come le localizzazioni e le magnitudo cambiano quando arrivano nuovi dati e sono possibili nuove analisi.

Ieri mattina dopo 2 minuti abbiamo fornito telefonicamente al Dipartimento della Protezione Civile, una prima stima del valore della magnitudo ML pari a 6.1, specificando subito che il valore corretto sarebbe stato più alto e comunicato a breve. Questo valore è stato anche reso pubblico sul sito INGV 18 minuti dopo l’evento sismico.

Nei minuti successivi al terremoto è stata poi calcolata una prima stima della magnitudo momento Mw ottenendo un valore pari a 6.5 che è stato rivisto e confermato nelle due ore successive all’evento. La figura sotto riporta alcune delle stazioni sismiche utilizzate per il calcolo del momento sismico e della relativa magnitudo.

mw
Il valore ottenuto è ben calcolato perché sono stati utilizzati molti dati e la corrispondenza tra dati osservati e quelli modellati è molto buona. Tutti i dati dei sismometri delle reti sismiche INGV e di quelle collegate sono pubblici e possono essere scaricati e usati per calcolare i parametri ipocentrali, le magnitudo e altri dati.

La magnitudo momento viene calcolata anche da altri istituti internazionali. Al momento attuale queste sono le stime fornite da diversi enti:

Istituto internazionale Magnitudo calcolata
INGV 6.5
USGS 6.6
GFZ 6.5
CSEM 6.5

Come per qualsiasi misura di un parametro fisico, le stime sono affette da incertezze perché effettuate con diversi metodi, con dati di stazioni sismiche diverse e con diversi modelli della crosta terrestre. Questo spiega le differenze che talvolta caratterizzano le stime fornite dai diversi enti.

Un’altro aspetto importante, già trattato in un nostro articolo, è il legame tra il valore della magnitudo e il risarcimento dei danni prodotti dai terremoti. Come detto esplicitamente nel post del 26 agosto la magnitudo NON è utilizzata per il risarcimento dei danni prodotti dai terremoti; per questo scopo in passato sono stati utilizzati i valori di intensità calcolata sulla base della scala Mercalli (in realtà la scala Mercalli-Cancani-Sieberg).


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Terremoti profondi nel mar Tirreno, 28 e 29 ottobre 2016

Il 28 e 29 ottobre 2016 sono avvenuti due terremoti profondi in Italia. Il primo terremoto di magnitudo 5.7 è avvenuto ieri, 28 ottobre 2016, alle ore 22:02 italiane (20:02 UTC) nel Mar Tirreno a una profondità di circa 470 km.  Il secondo evento di magnitudo 4.3 è avvenuto oggi, 29 ottobre 2016, alle ore 13:58 italiane (11:58 UTC) in provincia di Potenza ad una profondità di 270 km.

terremotiprofondi_ottobre2016

Localizzazione dei terremoti profondi avvenuti il 28 ottobre 2016 alle ore 22:02 italiane (magnitudo 5.7) nel Mar Tirreno e il 29 ottobre 2016 alle ore 13:58 italiane (di magnitudo 4.3) in provincia di Potenza.

Nella regione italiana la maggior parte dei terremoti avviene tra 0 e 20 km di profondità, nella crosta superiore. Tuttavia, a causa dei complessi fenomeni geologici che hanno portato alla sua attuale configurazione, la nostra penisola è interessata in alcune aree da terremoti intermedi e profondi (fino a 600 km).

Questa sismicità, tipica delle zone di contatto tra placche oceaniche e continentali come quelle del margine dell’oceano Pacifico e dell’oceano Indiano, si manifesta nel nostro paese laddove la litosfera del Mar Ionio si approfondisce sotto l’arco calabro e il Tirreno meridionale. Il Mar Ionio, infatti, rappresenta il relitto di un antico grande oceano che occupava la regione del Mediterraneo e che è stato “subdotto” e in parte riassorbito nel mantello terrestre per decine di milioni di anni prima sotto le Alpi e poi sotto gli Appennini.

terremotiprofondi_2010_2016

Epicentri dei terremoti del Tirreno e dell’Appennino meridionale dal 1 gennaio 2010 a oggi. L’epicentro dell’evento del 28 ottobre 2016 alle ore 22:02 italiane (magnitudo 5.7) è la stella viola al centro del mar Tirreno. I simboli blu, viola e rossi indicano i terremoti più profondi della regione, mentre quelli gialli e arancio sono i terremoti crostali (profondità inferiori a 20 km).

Come scritto più volte negli articoli di questo blog, nella regione del Tirreno sono piuttosto frequenti i terremoti profondi, a causa della subduzione della litosfera ionica sotto la Calabria. La figura mostra i terremoti profondi (simboli blu, viola, rossi) nel Mar Tirreno.

Per un approfondimento sui terremoti profondi è stato realizzato un articolo su questo blog sui terremoti profondi e un video sul canale YouTube di INGVterremoti.

Si parla molto di una relazione tra questi eventi e il Marsili, il vulcano sottomarino che si trova sul fondo del Tirreno a partire da circa 3000 metri sotto il livello del mare e si innalza per 2000 metri. La scossa di magnitudo 5.7 è accaduta a oltre 470 km di profondità e non può assolutamente essere considerata come un segnale di attività del Marsili.

Nonostante l’elevata profondità ipocentrale il terremoto avvenuto il 28 ottobre 2016 alle ore 22:02 italiane (magnitudo 5.7) nel Mar Tirreno è stato avvertito in modo molto lieve dalla popolazione calabrese, probabilmente perché il corpo in subduzione ha favorito la propagazione verso la superficie in direzione della Calabria, come testimoniano i questionari arrivati fino a questo momento sul sito http://www.haisentitoilterremoto.it/. Di seguito la mappa (aggiornata alle ore 16:09 di oggi) che mostra la distribuzione dei risentimenti sul territorio in scala MCS (Mercalli-Cancani-Sieberg).

mcs_28-10-2016

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.

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