Convegno sui terremoti del Pollino

Venerdì prossimo parteciperò ad un convegno sui terremoti del Pollino.
Lo scopo della mia relazione sarà quello di dimostrare che prevedere i terremoti, oltre che impossibile, rischia di essere anche inutile.

La magnitudo del terremoto dei Mondiali 2006

D .. mi potrebbe dire la magnitudine del terremoto da lei registrato in occasione della finale del Mondiale di calcio del 2006?

R Purtroppo non è possibile rispondere a questa domanda. La magnitudo è funzione dell'ampiezza delle onde sismiche registrate  e della distanza tra la stazione di registrazione e l'epicentro, quindi nella assunzione che la sorgente sismica sia considerata come un singolo punto. Questo non è rigorosamente vero per i terremoti che sono generati da faglie con una certa dimensione. La approssimazione regge bene quando si è ad una distanza stazione-epicentro molto maggiore delle dimensioni della faglia. Nel caso del "terremoto dei mondiali" questa approssimazione non è valida, poichè le onde registrate sono la somma di migliaia di onde singole (i tifosi che saltano) generate tutto attorno al sismometro ed a varie distanze, come si vede dalla mappa della città e della localizzazione del sismometro all'università (il segnaposto rosso).

Ancora Terremoti sul Pollino

Dopo due settimane di diminuzione dell'attività, durante le quali non c'erano state scosse percepite dalla popolazione, la sequenza sismica del pollino mostra una ripresa dell'attività, sebbene ancora lontana dai picchi dell'anno scorso. Negli ultimi giorni ci sono state 5 scosse con magnitudo maggiore di 2 e anche il numero delle scosse superiori a magnitudo 1 nelle 24 ore mostra un incremento come si vede dal grafico sottostante.

Neve, sindaci e protezione civile

In questi giorni in cui evidentemente ai media mancavano da un po' di tempo le urla dei politici in studio si è pensato bene di fare polemica sulla protezione civile. Cittadini furibondi, sindaci urlanti.... sembra che il modello che passa in TV e sui giornali sia:

1) Esiste una Protezione Civile (maiuscola) come esistono i Carabinieri o la Guardia Costiera, che ha pronti all'uso tutti mezzi e gli uomini per le emergenze, dalle navi per recuperare il petrolio a mare alle gru per alzare le macerie di un terremoto ed (ovviamente) lame e turbine per la neve. allo stesso modo in cui i Carabinieri hanno due militari in pattuglia sul Defender o la Guardia Costiera ha i marinai a bordo di una motovedetta. Se non interviene è colpa sua.

2) Protezione Civile = gestione dell'emergenza, e basta.

3) Il povero sindaco è l'ultimo anello di una catena che in caso di emergenza aspetta ordini e soccorsi

In realtà le cose non stanno affatto così. Basta leggere 3 articoli della Legge 24.02.1992 , n. 225 (Istituzione del Servizio nazionale della protezione civile)

La prima convinzione che va smontata riguarda chi è la protezione civile. La legge non istuisce un corpo speciale di superuomini pronti ed addestrati a tutto, dotati di grandi mezzi e tecnologie e sempre pronti ad intervenire. Se così fosse un corpo di Protezione Civile richiederebbe metà bilancio dello stato. Invece l'idea è che la protezione civile è una funzione, non una struttura, di cui fanno parte TUTTI, chiamati a svolgere il loro compito secondo le loro esperienze e capacità:

Art. 6. Componenti del Servizio nazionale della protezione civile

All'attuazione delle attività di protezione civile provvedono, secondo i rispettivi ordinamenti e le rispettive competenze, le amministrazioni dello Stato, le regioni, le province, i comuni e le comunità montane, e vi concorrono gli enti pubblici, gli istituti ed i gruppi di ricerca scientifica con finalità di protezione civile, nonché ogni altra istituzione ed organizzazione anche privata... concorrono, altresì, all'attività di protezione civile i cittadini ed i gruppi associati di volontariato civile, nonché gli ordini ed i collegi professionali.

Io faccio attività di protezione civile quando metto a disposizione del sistema le mie competenze tecniche e scientifiche, sia che me lo chieda il Dipartimento Nazionale, il direttore della Protezione Civile Regionale o il geometra del comune, magari prima che succeda una catastrofe. Infatti, un'altra idea sbagliata è che la protezione civile riguardi solo l'emergenza. In realtà la protezione civile deve innanzitutto evitare che i disastri si verifichino, mediante attività di previsione e prevenzione:

Art. 3. Attività e compiti di protezione civile 

1. Sono attività di protezione civile quelle volte alla previsione e prevenzione delle varie ipotesi di rischio, al soccorso delle popolazioni sinistrate ed ogni altra attività ... diretta a superare l'emergenza ..

2. La previsione consiste nelle attività dirette allo studio ed alla determinazione delle cause dei fenomeni calamitosi, alla identificazione dei rischi ed alla individuazione delle zone del territorio soggette ai rischi stessi.

3. La prevenzione consiste nelle attività volte ad evitare o ridurre al minimo la possibilità che si verifichino danni conseguenti agli eventi ..

4. Il soccorso consiste nell'attuazione degli interventi diretti ad assicurare alle popolazioni colpite dagli eventi … ogni forma di prima assistenza.

Quindi il sindaco che vigila sull'urbanistica del suo comune evitando che si costruisca in aree alluvionabili o in frana e che controlla che sia rispettata la normativa antisismica svolge il suo compito di protezione civile. Anchè perchè il sindaco non è affatto l'ultima ruota del carro. Anzi, la legge gli attribuisce specifici compiti:

Art. 15. Competenze del comune ed attribuzioni del sindaco

1. .. ogni comune può dotarsi di una struttura di protezione civile.

3. Il sindaco e' autorità comunale di protezione civile. Al verificarsi dell'emergenza nell'ambito del territorio comunale, il sindaco assume la direzione e il coordinamento dei servizi di soccorso e di assistenza alle popolazioni colpite e provvede agli interventi necessari dandone immediata comunicazione al prefetto e al presidente della giunta regionale.

4. Quando la calamità naturale o l'evento non possono essere fronteggiati con i mezzi a disposizione del comune, il sindaco chiede l'intervento di altre forze e strutture al prefetto, che adotta i provvedimenti di competenza, coordinando i propri interventi con quelli dell'autorità comunale di protezione civile.

Penso di non dover specificare a questo punto a chi do ragione tra Alemanno e Gabrielli :-)

La "febbre" sismica del Pollino

Anche se oscurata sui media dagli eventi in Pianura Padana, la sequenza sismica del Pollino continua a produrre numerose scosse avvertibili dalla popolazione. Sequenze di così lunga durata sono un fatto abbastanza inusuale. Più volte in questi mesi la sequenza ha fatto pensare ad una sua definitiva estinzione, salvo poi riprendere nuovamente vigore. Per visualizzare in modo comprensibile l'andamento altalenante della sismicità il grafico sottostante visualizza a modo di "grafico della febbre" il tasso di attività della sequenza, riportando il numero medio di eventi in 24 ore con magnitudo superiore ad uno. La giornata di oggi è tipica per illustrare l'imprevedibilità dei terremoti. Il picco che stiamo vedendo in queste ore aumenterà ancora o inizierà la discesa come quelli che lo hanno preceduto? Non abbiamo purtroppo  modo di saperlo in anticipo.

La direttività di un terremoto e l'inutilità della previsione

D ... trovo molto interessanti gli articoli da lei pubblicati e sono pienamente d'accordo con il suo parere sulla divulgazione, proprio per questo motivo volevo chiederle di potermi spiegare in parole povere cos'è la direttività di un terremoto visto che ho provato a cercarla in varie fonti ma è spiegata in maniera troppo tecnica.. la ringrazio e buon lavoro 

R   Bella domanda, proviamo a uscire dallo schema che vediamo sempre sui giornali dove le onde sismiche sembrano un sasso lanciato nello stagno, concentriche e regolari.
Se guardiamo una lampadina da 100 watt da un metro dobbiamo chiudere gli occhi per il fastidio, ma ad un chilometro di distanza la stessa lampadina è un punto appena visibile. A parità di energia alla sorgente, i segnali luminosi così come le onde sismiche diminuiscono la loro ampiezza in maniera inversamente proporzionale alla distanza. Quando immaginiamo che tutta l'energia di un terremoto provenga da un solo punto lo chiamiamo epicentro. Spesso capita che da un lato dell'epicentro i danni spariscano quasi subito mentre dall'altro lato si propagano per decine di chilometri; questo fenomeno si chiama direttività. Per tornare all'esempio delle luci pensiamo ad un faro che ruota o ai lampeggianti blu delle ambulanze. Nella direzione in cui si proietta il fascio la luce è molto più intensa. La sorgente delle onde sismiche (la faglia) è come un lampeggiante bloccato che proietta più luce in una direzione. Quale sarà questa direzipone dipende dalla orientazione della faglia e dal modo in cui si propaga la rottura sul piano di faglia. Il primo dei due dati a volte è noto prima del terremoto, mentre non possiamo sapere nulla sul secondo fattore. Di solito. dato che la magniudo di un terermoto è proporzionale alle diemnsioni della faglia, i terremoti più grandi sono quelli che manifestano maggiormente questa caratteristica, ma ci sono evidenze di direttività anche per terremoti medio-piccoli.
 La direttività influenza la distribuzione dei danni, dei risentimenti e quindi delle intensità macrosismiche. Non è diffcile vedere l'effetto di sorgente in una mappa delle intensità se a parità di distanza dall'epicentro due direzioni sotto angoli diversi fanno vedere intensità diverse.
 Vediamo come esempio la mappa del recente terremoto di Berceto.

 Se osserviamo le intesità sopra e sotto la linea che corre da NW a SE, ci accorgiamo che a parità di distanza gli effetti avvertiti dalla popolazione sono molto diversi. Il Piemonte e la Lombardia hanno intensità più alte di Romagna, Marche, Umbria e Toscana meridionale.
Quanto visto per intensità al di sotto della soglia di danno si può osservare anche per eventi che hanno causato distruzioni, come ad esempio il terremoto dell'Aquila.

Qui è evidente come la direzione SE (la freccia spessa) è quella dove ci sono stati danni più gravi a parità di distanza dall'epicentro (la stella gialla). Guardiamo due località poste alla stessa distanza, ma rispettivamente lungo la direzione di massima direttività ed in direzione perpendicolare a questa: Goriano Sicoli e Teramo. Nella prima ci sono stati crolli (inclusa la scuola comunale fortunatamente vuota) mentre nella seconda non si sono avuti danni significativi. Ora dobbiamo porci una domanda: se qualcuno fosse riuscito a prevedere epicentro e magnitudo del terremoto, cosa si sarebbe dovuto fare? Quando qualcuno parla di "evacuare l'area" non si rende conto che in realtà prima del terremoto non abbiamo una idea precisa di quale sarà l'area colpita dal terremoto. Mettersi con un compasso sull'epicentro  non serve a nulla. Per qualsiasi ragionevole distanza possiamo stabilire correremmo due rischi: evacuare inutilmente decine di migliaia di persone o non evacuare aree che per quanto lontane saranno duramente colpite. Aggiungiamo poi la complicazione degli effetti di sito e la diversa vulnerabilità delle strutture e ci rendiamo conto che prevedere deterministicamente le conseguenze di un terremoto è impossibile, rendendo di fatto inutile la previsione dell'epicentro e della magnitudo.

Rischio sismico: parliamone correttamente

E' apparso sul sito di Repubblica.it un articolo intitolato mappe_terremoto_da_rifare.
La scelta del titolo fa pensare che dopo i terremoti degli scorsi giorni i sismologi si siano accorti improvvisamente di essersi sbagliati, mentre invece i terremoti occorsi erano esattamente del tipo e dell'intensità noti e prevedibili per quella zona.
L'articolo fa poi parecchia confusione terminologica. Il rischio sismico è la combinazione della probabilità di avere un dato scuotimento in un periodo di tempo fissato (la pericolosità) con la capacità o meno che hanno gli edifici presenti di resistere (la vulnerabilità) e con la presenza di beni immobili o immateriali che possono essere perduti per il terremoto (l'esposizione)
Le carte a livello nazionale dell'INGV e le carte di microzonazione sono la base della pericolosità.
I rilievi sugli edifici sono i dati per la vulnerabilità. I dati Istat forniscono la base per la distribuzione della popolazione esposta al rischio.
Ci sono poi inesattezze sparse (conoscendo personalmente tutti gli intervistati ritengo che non abbiano detto quello che gli viene attribuito, ma si tratti di una eccessiva semplificazione giornalistica).

 "I dati disponibili arrivano da Ingv, Protezione Civile, Cnr, censimento Istat del 2001 e dalle compagnie di riassicurazione (che spesso non li diffondono). Ma faticano a integrarsi fra loro. E anche se indagini ad hoc sono state commissionate per quanto riguarda scuole e ospedali, le informazioni restano frammentarie per infrastrutture come ponti, reti elettriche e industrie. "
Le indagini sulle scuole sono state fatte dopo il terremoto di San Giuliano, e non sono solo state commissionate ma anche completate. Vale lo stesso per gli ospedali. L'articolista non cita il fatto che nella legge per la ricostruzione post-Abruzzo è previsto un miliardo di euro per studi di microzonazione, messa in sicurezza degi edifici pubblici e sono previsti fondi anche per i privati in tutta Italia. Il progetto è iniziato l'anno scorso e terminerà nel 2016.
Non mi risulta che le compagnie di riassicurazione abbiano dati alternativi. Quando ho assicurato contro il terremoto la casa dove abito a Potenza, ho potuto constatare che le assicurazioni usano dati abbasstanza poveri, basati più sul valore commerciale che sulla vulnerabilità del singolo edificio.
Le grandi compagnie sono lo sponsor principale di un progetto mondiale per la riduzione del rischio sismico (global earthquake model) i cui progressi sono pubblici.

"Integrando le mappe di pericolosità sismica con i dati sulla natura del terreno, densità della popolazione e caratteristiche degli edifici prese dai censimenti, si ottengono le carte di vulnerabilità"
Queste sono appunto le carte di rischio.

"Per completare l'analisi, si scaverà un pozzo di circa 30 metri misurando la velocità di propagazione delle onde sismiche nel sottosuolo"
L'esecuzione di un foro di sondaggio (e non di un pozzo) a 30 metri è previsto dalle Norme Tecniche sulle Costruzioni quando si progetta un nuovo edificio. Le carte di microzonazione si basano prevalentemente sul rilievo geologico e su tecniche geoficiche di superficie molto meno invasive. I sondaggi (che non hanno profondità prefissata) sono necessari solo in aree dove si ritengano indispensabili approfondimenti di livello avanzato.

Qual'è la magnitudo dei terremoti nel Parmense?

I terremoti di questo pomeriggio e della mattina dell'altro ieri hanno scatenato in molte persone che li hanno avvertiti la pericolosa tendenza al toto-magnitudo.
E' bene ricordare che la magnitudo è una grandezza adimensionale che è stata introdotta per misurare quanto è forte un terremoto alla sorgente, e quindi non può essere rilevata senza una oportuna strumentazione. Gli effetti percepiti dall'uomo vengono misurati dalle scale di intensità macrosismica, e si tratta quindi di una misura locale e non globale del terremoto. L'intensità percepita dipende dalla disanza ipocentrale (ovvero quanto lontano e quanto profonda è la sorgente del terremoto), dalla propagazione, attenuazione e amplificazione delle onde sismiche e non ultimo dalla posizione dell'osservatore (all'aperto o inun edificio, a quale piano, in piedi o seduto, ecc.). In nessun modo una singola persona può stabilire la magnitudo di un terremoto basandosi solo sulla sua percezione.
L'INGV ha assegnato una magnitudo di 4.9 al terremoto del 25.01 e di 5.4 a quello di oggi.
Se guardiamo le due registrazioni dei diversi terremoti a uno stesso strumento abbastanza lontano da entrambi perchè la distanza tra i due epicentri sia trascurabile (la stazione sismica di Matera) si vede molto bene che quello di oggi è decisamente più grande.

Domande e risposte sui terremoti in Pianura Padana

A seguito dei terremoti di oggi in Pianura Padana ho ricevuto diverse domande, che riporto qui in ordine sparso.

D. I terremoti del Veronese e del Reggiano sono collegati?

I terremoti sui due margini della pianura padana sono stati generati da due sorgenti distinte, di cui quella sul margine meridionale è molto più profonda. Tuttavia si possono pensare come dovuti ad un unica causa, la spinta dell'Africa verso l'Europa che tende a comprimere la regioni attorno all'Adriatico e la Pianura Padana. Se potessimo togliere i depositi  alluvionali che rendono piatta la pianura, vedremmo un paesaggio movimentato con gli Appennini e le le Prealpi che proseguono verso il centro della valle (una bella descrizione geologica della pianura padana in relazione ai terremoti si può scaricare  a questo link).
Per visualizzare la convergenza tra le Alpi e gli Appennini guardiamo la figura qui sotto:

Sono due postazioni che misurano gli spostamenti mediante GPS di precisione. La stazione Brasimone nell'apppennino bolognese si sposta verso Nord di quasi 2 mm l'anno. La stazione di Teolo sui Colli Euganei si sposta di solo un millimetro per anno. La differenza, per quanto possa sembrare piccolissima è il motore dei terremoti in pianura padana, dove il millimetro di avvicinamento diventa 1 metro ogni mille anni, più che sufficiente per causare terremoti anche forti.


D.  Sono frequenti i terremoti in Pianura Padana?

I terremoti più forti e distruttivi sono estremamente rari in Pianura Padana, ma se ne sono verificati alcuni in passato. I terremoti come quello di oggi sono decisamente più frequenti. Se prendiamo una città come Parma, da quando abbiamo notizie storiche continue ed attendibili (diciamo dall'inizio del 1800) si risente una intensità come quella odierna in media una volta ogni 5 anni.
0gni quanto tempo si “accende” la sorgente di un terremoto? Se il comportamento fosse quello delle vecchie luci ad intermittenza dell'albero di Natale, periodico e regolare, guardando per pochi minuti una lampadina potremmo imparare subito per quanto sta accesa e per quanto sta spenta, e tutte le altre sul filo seguirebbero la stessa regola. Purtroppo il terremoto è come un filo di luci natalizie di ultima generazione aggrovigliato su se stesso. A volte lampeggiano regolari ma poco dopo sembrano impazzire: non riusciamo a capire ogni quanto tempo si accende una singola lampadina e non capiamo neanche se quando se ne accende una poi si accenderà quella più vicina oppure un'altra. Possiamo fissare una singola lampadina e contare quante volte si accende in 5 minuti. Avremo così una idea del tempo medio che passa tra due  accensioni. Lo stesso avviene per i terremoti, ma ricordiamo che "in media" non vuole dire che l'ultimo terremoto forte si è sentito 5 anni fa e che aspetteremo 5 anni per il prossimo. A volte ci sono periodi quieti più lunghi, a volte i terremoti si addensano come è successo tra Parma e Reggio tra il 1831 ed il 1832, quando ci sono stati 4 terremoti tutti uguali o anche molto più forti di quello odierno in soli 2 anni.  La media per quel periodo è passata da 5 a 0,5 anni. Ecco perchè è impossibile prevedere esattamente quando ci sarà il prossimo e quanto sarà grande.

D. Perchè il terremoto di oggi si è sentito così forte? La sabbia non dovrebbe attenuare il terremoto più della roccia?

Per quanto sembri strano, avviene esattamente il contrario. Il senso comune ci farebbe pensare che una casa sulla sabbia stia su di un  materasso messo lì apposta per attutire l'urto del terremoto. Questo è in parte vero, i terreni sciolti attenuano le onde più della roccia, ma i terreni hanno una proprietà contrastante che la roccia non ha: amplificano alcune frequenze del terremoto. Come è possibile che un materiale amplifichi più di quanto attenui?
Pensiamo ad un automobilista che guida a velocità costante con i finestrini aperti: sentirà un certo livello di rumore che rimane uguale. Se però entra in una galleria il rumore percepito diventa molto più forte. Cosa è successo? Il rumore generato dal motore a regime di giri costante non è aumentato, ma le onde sonore rimangono intrappolate nella galleria rimbalzando sulle pareti, ed anziché disperdersi lontano tornano nell'abitacolo.
Quello che amplifica le onde sismiche non è la maggiore o minore “durezza” del terreno ma è il fatto che un terreno soffice sia a contatto con terreni più rigidi o con roccia che come le pareti di un tunnel imprigiona le onde nei suoli soffici e non le fa allontanare. A peggiorare la situazione contribuisce poi il fatto che i terreni meno rigidi a seguito di un terremoto possono trasformarsi in sabbie mobili (liquefazione) , o se sono in pendenza possono dare il via alle frane.

D. Il terremoto di oggi è stato più forte di quanto previsto dalla normativa sismica?

Le accelerazioni registrate oggi (vedi questo link) sono state al massimo pari a 0.035 g (un trecentesimo dell'accelerazione di gravità),  ovvero tra un terzo ed un quinto di quanto la normativa antisismica prevede per l'area.

 E concludo con un intervista apparsa oggi sui giornali.

The seismic wake of "Costa Concordia" (Updated)

The impact of the ship "Costa Concordia" with the rocks of the island of Giglio has produced seismic waves that were recorded by the INGV seismic station MAON located on Monte Argentario.
The distance between the rocks and MAON is 18 km. The seismic waves arrive at the seismometer at 21:45 '10 "Italian time. Considering a propagation speed of 5 km / s, the time indicated conventionally at 21:45 for the impact is confirmed to within a few seconds (note the hours indicated in the graph below the International Convention UTC).

Performing an S-transform analysys of the signal it is possible to note that the source energy is concentrated in 6.5 seconds in the frequency range 6.5-9.0 Hz. .

An enlargement of the figure above sows that another main pulse is visible at about  7 s after the first impact) with an energy content raised also in the 5 to 7 hz band, possibly related with the removal from the reef of a large boulder that remained stuck in the ship's hull.

Assuming thus a 7 second of impact time, and looking at the length of the gash in the hull (approx. 50 m), it is possible to confirm a speed at impact around 15 knots, as retrieved from GPS measurements.

Thanks are due to Paolo Augliera of INGV-MI, that noticed an error in the S-transform figure of the previous version of this post that is now corrected