Rapporto ICHESE (re)loaded

E' stato ufficialmente pubblicato il rapporto finale della commissione ICHESE.
Alcuni giorni fa avevo scritto alcune considerazioni basate sulle rivelazioni della rivista Science circa le conclusioni del rapporto stesso.
Ora che il rapporto è disponibile nella versione completa, si possono fare ulteriori considerazioni.
Innanzitutto credo che nessuno possa dire che il rapporto non è ben strutturato o che , come qualcuno aveva paventato, la commissione sia stata "a libro paga" di petrolieri o altro. Se il presidente della Regione Emilia-Romagna ha giustamente dovuto scusarsi pubblicamente per la pessima gestione della comunicazione e divulgazione del rapporto, credo che altrettanto dovrebbero fare gli esperti della domenica che avevano attaccato sul piano personale i membri della commissione.
La commissione ha fatto un prezioso regalo a tutti coloro che vogliono essere informati sulla sismicità indotta: l'appendice del rapporto è un aggiornatissimo stato dell'arte sui lavori pubblicati nel mondo circa casi di sismicità indotta da estrazione/niezione di fluidi dal/nel sottosuolo, che fa trovare in un unico documento una importante messe di informazioni.
Leggendo il rapporto si trovano poi chiare parole che dovrebbero porre fine a molte leggende urbane, escludendo il fracking e confermando che a Rivara nessun "esperimento segreto" aveva avuto luogo.
Si pone poi in evidenza che le attività geotermiche per teleriscaldamento di Ferrara (campo di Casaglia) non possono generare sismicità indotta o attivata: si tratta di estrazione di fluidi senza stimolazione, con reiniezione a temperatura e pressione poco diverse da quella presente in profondità.
Arriviamo al nocciolo della questione: "Lo studio effettuato non ha trovato evidenze che possano associare la sequenze sismica del maggio 2012 in Emilia alle attività operative svolte nei campi di Spilamberto, Recovato, Minerbio e Casaglia, mentre non può essere escluso che le attività effettuate nella Concessione di Mirandola abbiano potuto contribuire a innescare la sequenza."
Nel mio post dell'altro giorno avevo fatto qualche conto supponendo che la commissione avesse utilizzato i dati di ISIDE-INGV per la sismicità e quelli di UNMIG per i valori di produzione.
Tutto questo è confermato, con minime differenze. La commisione ICHESE ha preso solo i terremoti con magnitudo maggiore di 2 (io avevo considerato il catalogo completo per M >= 1.9) e ha analizzato i dati di pressione di reiniezione delle acque reflue oltre che quelli di estrazione.
La figura qui sotto, composta da due figure del rapporto, mostra in alto i volumi di fluido reiniettato, in basso le quantità di olio e gas estratto.

E' evidente (come confermato nel rapporto) che l'andamento è pressochè identico. Questo significa che i fluidi reiniettati sono le acque di strato che vengono in superficie assieme al petrolio, in proporzione pressochè costante durante tutto il periodo. Il dato smentisce quanto affermato avventatamente da pseudoesperti sulla stampa "E’ plausibile ... che non siano solo le attività estrattive in gioco ma anche quelle di reiniezione di monnezza tossica sottoterra?". Breve inciso: chissà se qualcuno capirà che una seria causa ambientalista andrebbe difesa con fatti ed affermazioni certe da parte di esperti competenti, non con sparate generiche ed immediatamente smentibili da parte di "esperti" che non si rendono nemmeno conto che l'ultima cosa che una compagnia vorrebbe fare è diminuire la capacità dei pozzi riducendone la permeabilità iniettando non meglio specificate "monnezze tossiche".
Veniamo ora alla parte che trovo meno convincente del rapporto. Nella mia analisi dell'altro giorno segnalavo che solo in un caso su tre c'è correlazione tra le variazioni di produzione e la sismicità. La commisione è perfettamente consapevole di questo quando scrive "In 09-11/2008 and in 11/2010 there was a concurrent rapid decrease of all parameters of production and injection. No significant change between the seismic event rate in the period before and in the period after 09-11/2008, neither between the event rate in the period before and the period after 11/2010 has been found. In 04-05/2011 there was a concurrent rapid increase of all parameters of production and injection. This increase correlates with an increase of event rate." Ovvero due episodi di diminuzione di produzione senza alcuna variazione della sismicità ed un solo aumento di produzione messo in relazione con l'aumento di sismicità. Si potrebbe entrare in dettagli molto tecnici sui modelli statistici adottati e sulla scarsa consistenza del campione analizzato, ma non è qui il caso.
Oggi invece ho appreso una cosa che mi ha creato ulteriori dubbi. Il metereologo Luca Lombroso ha pubblicato un articolo in cui metteva in evidenza che il giacimento di Cavone è l'esempio del fondo del barile in una condizione post-picco del petrolio dove si sfruttano le ulrime risorse. Nell'articolo citava ulteriori dati UNMIG su Cavone che mi erano sfuggiti, e mi domando perchè la commisione non li abbia utilizzati.
Infatti è possibile conoscere la produzione di Cavone dal 1980, e quello che mi era sembrato un massimo locale in un generale andamento di calo di produzione appare ancora meno significativo.
La figura qui sotto riporta il dato di produzione 1980-2013 con un inserto relativo al periodo 2004-2013 (in rosso l'aumento di produzione che la commissione correla con i sismi)

Se, come dice la commisione, quello che conta sono gli aumenti di produzione, quello del 2011 è minimale rispetto ai tre casi del 2002, 1989 e 1982. Il catalogo dei terremoti per il periodo va costruito e mi ripropongo di farlo appena possible.
Infine, nel rapporto completo compaiono i calcoli relativi al trasferimento di sforzo dalla prima scossa alla faglia della seconda. Il risultato è riassunto nella immagine riportata qui sotto:

L'incremento di sforzo sulla stellina verde che rappresenta la scossa del 29.05.15 è di mezzo bar, ovvero 0.05 MPa. Un valore piccolo, che rende ancora più strano il fatto che la perturbazione di sforzo partita da Cavone abbia raggiunto in maniera efficace la faglia di Finale Emilia passando attraverso la faglia del secondo evento ma senza attivarla.
Infine, una considerazione sul possibile monitoraggio della microsismicità che avrebbe dovuto accompagnare la diffusione dello sforzo dal campo petrolifero di Cavone alla faglia della prima scossa. La commissione stabilisce che il catologo è completo per M>=2. Nelle conclusioni auspica che "Le attività di sfruttamento di idrocarburi e dell’energia geotermica, sia in atto che di nuova programmazione, devono essere accompagnate da reti di monitoraggio... Il monitoraggio sismico dovrebbe essere effettuato con una rete locale dedicata capace di rilevare e caratterizzare tutti i terremoti di magnitudo almeno 0.5".
Se ci fosse stata una rete dedicata, quanti terremoti avremmo quindi dovuto registrare anziche i 5 eventi della sequenza che ha preceduto le scosse principali? Dalla relazione di Gutenberg-Richter con un coefficiente b pari a 1 si ricavano 625 scosse con magnitudo superiore a 0.5. Sarebbe stato difficile non vedere la formazione di uno sciame così consistente. In realtà sopra il campo di Cavone esiste una rete di monitoraggio dell'AGIP che tra il 2010 ed il 2012 ha registrato solo 11 eventi di magnitudo superiore a 0.2 (vedi figura qui sotto).

Commenti al rapporto ICHESE

La rivista Science ha diffuso anticipazioni sul rapporto della commisione ICHESE, incaricata di studiare possibili connessioni tra le attività antropiche ed i terremoti del 2012 in Emilia-Romagna.
Premesso che:
1) non è del tutto corretto commentare un rapporto conoscendone solo le conclusioni;
2) la connessione tra attività antropiche e sismicità (indotta o attivata) è descritta in numerosi casi in varie parti del mondo;
3) in Italia esiste un ritardo storico nella conoscenza del fenomeno per ragioni descritte a questo link;
4) personalmente resto dell'opinione che è stato un bene non attivare lo stoccagio gas non convenzionale in acquifero di Rivara;
5) mi pare estremamente sgradevole che un rapporto richiesto dalle istituzioni italiane non venga reso pubblico in Italia ma compaia su una rivista americana, come un caso di quake-leak;
provo comunque a commentare quanto espresso dalla commisione riportando un po' di dati, visto che sulla rete fino ad ora ho visto più posizioni stile guelfi/ghibellini che opinioni basate su numeri verificabili. 
Vediamo intanto una mappa che localizza i protagonisti: le due scosse sismiche maggiori della sequenza, la zona di estrazione di petrolio di Cavone, il pozzo Rivara e l'impianto geotemico di Casaglia.

Nella mappa sono riportati anche alcuni epicentri di terremoti di cui diremo tra poco.
La commissione ICHESE innanzitutto assolve con formula piena due imputati: il pozzo Rivara, dato che nessuna operazione era stata compiuta nè per lo stoccaggio nè per attività di studio, e l'impianto geotermico per teleriscaldamento di Casaglia, attivo da oltre 20 anni ma con differenze di pressione e temperatura tra fluidi estratti ed iniettati molto limitate e non in grado di generare sismicità nè indotta nè attivata.
La commissione si è quindi concentrata sull'unico sospetto rimasto sulla scena del delitto: il campo di estrazione di idrocarburi di Cavone, tra Novi di Modena e Mirandola.
Viene esclusa la possibilità che questa attività abbia indotto (induced) il terremoto dell'Emilia, ma si dice che non si può escludere la possibilità che lo abbia attivato (triggered), fornendo un minimo aumento di sforzo ad una faglia che era pronta a scattare. Trigger in inglese è il grilletto del fucile: se lo tiriamo succede qualcosa solo se l'arma ha già il colpo in canna, e nelle conclusioni del rapporto viene detto che probabilmente la faglia del primo terremoto (20.05.12) era già carica e pronta.
A sostegno di questa ipotesi di attivazione la commissione cita l'andamento della produzione del campo confrontata con la sismicità dell'area.
Non avendo a disposizione tutto il rapporto possiamo ipotizzare che i dati utilizzati dalla commisione siano quelli pubblici: per la produzione quelli del sito UNMIG e per i terremoti quelli del bollettino ISIDE-INGV. Va detto che nelle sue conclusioni la commissione nomina anche dati di pressione, che però non sono pubblicamente disponibili. Da quello che si può capire senza aver letto tutto il rapporto sembrerebbe che i valori di pressione e columi di estrazione siano ben correlati tra loro.
Se si estraggono i terremoti dal 2004 al 19.05.12, bisogna poi compiere due operazioni necessarie: selezionare la profondità e la soglia di completezza, ovvero per non avere influenza da altri fattori considerare le soglie per le quali si presume di non aver perso nessun evento. Senza entrare nei dettagli, le soglie sono tra 0 e 20 km di profondità ed eventi con magnitudo maggiore o uguale a1.9
Se riportiamo in un grafico le estrazioni mensili e sovrapponiamo i terremoti, otteniamo la figura qui sotto.

 La commissione ICHESE si è concentrata sul calo ed aumento di produzione visibile tra fine 2011 ed inizio 2012, postulando che questo sia stato l'innesco della sismicità del 2012 sfociata poi nelle due scosse principali. Guardando il grafico e supponendo ancora una volta che questi siano stati i dati usati dalla commissione, si capisce il perchè ci si sia limitati al "non si può escludere" e non si siano usate invece affermazioni come "è possibile" o  "è molto probabile". Si nota che tra 2010 e 2011 c'è stata una piccola sequenza che è arrivata sino a M=4.5 senza che ci fossero apprezzabili variazioni, così come ci sono state variazioni più brusche che non sono state seguite da eventi sismici.
A rendere dubitativa l'ipotesi di attivazione c'è poi anche la distribuzione spaziale della sismicità dal 2011 fino al maggio 2012, ovvero gli epicentri riportati nella mappa. Si vede uno sciame concentrato più a Nord degli epicentri delle scosse principali che è la sequenza di inizio 2011. Oltre ad alcuni eventi a maggiore profondità si vedono alcuni eventi del 2012 nei pressi di San Felice.
Nelle conclusioni del rapporto si dice che la seconda scossa è stata "triggerata" dalla prima per trasferimento di stress. Ora la cosa che sembra un po' strana è che il campo Cavone è molto più vicino alla seconda scossa che non alla prima. Se la faglia della seconda scossa era anch'essa pronta a scattare ed è stata attivata dal terremoto del 20.05, perchè non si è mossa lei per prima visto che è più vicina alla supposta sorgente della perturbazione degli sforzi? La stessa commisione ICHESE  chiede che vengano fatti calcoli più approfonditi per poter valutare la effettiva intensità dello sforzo generato dalle estrazioni/reiniezioni e le modalità della sua diffusione, e confrontare questi valori con il trasferimento di stress per terremoto.
In tutti i casi noti di sismicità attivata, come in Colorado o Oklahoma, prima di raggiungere la faglia che ha dato la scossa principale è stato possibile osservare una diffusione degli eventi a partire dalla zona di estrazione/reiniezione. Anche in Val d'Agri gli epicentri appaiono molto concentrati vicino al pozzo di reiniezione. Potrebbe anche essere che gli eventi legati alla diffusione dello stress siano stati al di sotto della soglia di completezza, qui piuttosto alta perchè siamo in zona antropizzata (forte runore) e con un elevato spessore di sedimenti  (maggiore attenuazione) e non li abbiamo potuti osservare. Del resto credo che non si possa nemmeno escludere che la sismicità vicino a S. Felice sia un normale caso di scosse precedenti la principale, in una versione molto più ristretta della sequenza che ha preceduto il terremoto dell'Aquila.
Concludendo, mi sembra che la commissione non poteva dire più di quello che ha detto vista la carenza di dati. Bisogna anche comprendere che la scienza non è fatta di certezze (per quello c'è la fede). Non è quindi per incapacità dei ricercatori che si usano espressioni come "non si può escludere" oppure "si può affermare con un buon grado di certezza". Si tratta di traduzioni in linguaggio comune di espressioni di probabilità che non sempre possono essere formalizzate ma che in ogni caso sarebbero comunque difficili da interpretare. Se la commisione avesse detto "c'è un 2% di probabilità che le scosse siano state attivate da attività umane", ci sarebbe comunque stato chi si sarebbe dichiarato soddisfatto della dimostrazione che le scosse possono essere attribuite all'uomo, mentre qualcun'altro avrebbe detto che dato che al 98% questa probabilità non c'è le scosse sono avvenute per effetti naturali. Il discorso si fa purtroppo ancora più complicato per esaminare casi di sismicità che potrebbe essere stata indotta dall'uomo come gli eventi di Cavriaga, Correggio e Porto San Giorgio: anche se con fatica si potrebbero rianalizzare i dati sismologici, non avendo a disposizione i dati di produzione e di pressione degi impianti non si potrebbero fare studi soddifacenti di correlazione.

Aggiunta del 14.04.14, ore 12: Podcast dell' intervista sull'argomento a Radio 3 Scienza