martedì 26 giugno 2012

ANALISI DI UN TERREMOTO: IL CASO EMILIA

Sembra scontato e banale dire che un terremoto è un evento distruttivo, traumatico per chi lo vive e tragico perchè troppo spesso associato alla perdita di vite umane, purtroppo però, per come vanno solitamente le cose in Italia, nulla è scontato e banale. In questi anni ci è capitato di assistere impotenti ad una intensificazione dei fenomeni sismici rispetto al passato, tragedie immani che hanno portato morte e distruzione in intere regioni del nostro pianeta, e come negarlo, a molti sarà anche capitato di pensare a quelle popolazioni come a esseri inermi in balia del loro destino, totalmente incapaci di opporsi alla furia della natura.

Capita spesso di sentir parlare dell'altissimo rischio sismico in paesi come il Giappone, la California, l'India, Sumatra, Haiti e in tante altre zone del nostro pianeta e salvo poche eccezioni (Giappone e California), sembra che nessuno voglia o possa fare qualcosa per evitare queste tragedie. In molti casi il problema potrebbe dipende dalla situazione socio economica del paese stesso, dalla mancanza di un'adeguata tecnologia o dall'impossibilità per quelle popolazioni di realizzare un programma di messa in sicurezza delle strutture abitative, spesso costruite con materiali di fortuna in aggregati urbani del tutto fatiscenti.  Stranamente però, pochi tra noi sono consapevoli che noi stessi ci troviamo nelle medesime condizioni di quelle popolazioni inermi abbandonate al loro destino.

Se proviamo ad analizzare quali sono le principali cause di una tragedia durante un terremoto, banalmente sono i crolli di vecchie e nuove costruzioni che non hanno subito interventi antisismici. Case, monumenti, chiese, fabbriche, magazzini si crepano si sbriciolano e crollano per effetto del sisma. Forse siamo ancora nella banalità, perché questo lo sanno tutti, ma perché gli edifici crollano? Dire che crollano per effetto dell'onda sismica è ancora banale, dire che crollano perché il substrato profondo sul quale poggia il terreno nel quale a loro volta poggiano le fondamenta cede, invece non lo è. Chiediamoci perché il substrato profondo cede. Per definizione le fondamenta devono servire a dare stabilità ad un edificio. Guardiamo quei magnifici monumenti distrutti nel terremoto dell'Aquila, erano li da centinaia di anni ma molti erano già stati ricostruiti a causa di precedenti terremoti, guardiamo le torri medievali crollate negli ultimi sismi in Emilia, alcune erano li da mille anni e non erano certo costruite con tecnologie antisismiche. Inutile dire che qualcosa di diverso sta accadendo e per capire cosa dobbiamo considerare qual è l'origine di un terremoto e soprattutto qual è l'origine di questi terremoti.

La crosta terrestre è suddivisa in placche tettoniche o zolle di materiale solido che "galleggiano" sul mantello, che pur essendo molto caldo è anch'esso quasi solido per effetto delle altissime pressioni a cui è sottoposto. Il mantello si comporta come un fluido ad altissima viscosità (una specie di bitume) nel quale sono presenti veri e propri moti convettivi di materiale come in una pentola di acqua bollente.


Più o meno tutti sanno che i continenti hanno una deriva, ovvero a partire da un istante zero, le terre emerse hanno cominciato a muoversi, separarsi e a ridistribuirsi sulla sfera terrestre seguendo una dinamica determinata dalla spinta dei moti convettivi del mantello, alla quale si sono aggiunte per effetto della rotazione terrestre, che avviene da ovest verso est, ulteriori spinte. Le placche solide si trovano quindi a muoversi su un fluido viscoso secondo delle forze risultanti prodotte dalla convezione del mantello, dalla rotazione terrestre e dalle forze di Coriolis che agendo su porzioni di placca che non si trovano esattamente sull'equatore, producono delle torsioni sulle placche che le spingono a ruotare in senso antiorario nell'emisfero nord e in senso orario nell'emisfero sud. Dato che ogni placca occupa una porzione estesa del globo terrestre che si estende da nord a sud per migliaia di chilometri, questa può essere sottoposta a più forze antagoniste che la mettono in compressione e torsione. Inoltre le placche entrano in contatto diretto fra loro, comprimendosi ed affondando per subduzione una sotto l'altra. Questo è quanto accade normalmente in prossimità delle catene montuose che possono essere considerate dei veri e propri arricciamenti della crosta terrestre prodotti dalla subduzione del lembo di una placca.

1- Subduzione di Adria sotto la catena appenninica
L'effetto caotico delle spinte a cui è soggetta una placca o una sua porzione, genera delle torsioni tali nei materiali rocciosi da produrre delle profonde frattute nella crosta terreste: le faglie. Ogni faglia produce uno slittamento tra due superfici rocciose, rilasciando localmente e nello stesso momento in cui è prodotta, tutta l'energia elastica accumulata sotto forma di onda sismica, la cui direzionalità, intensità e velocità di propagazione, dipendono dalla direzione dello slittamento, quindi dall'orientamento spaziale della faglia, dalla profondità e dalla composizione dei materiali nei quali l'onda si propaga.



Il simbolismo usato nella cartografia sismologica per indicare una faglia è il vettore di "slip" che riproduce la direzionalità della faglia indicativa del tipo di spinta a cui le placche sono soggette. Il vettore di slip è rappresentato da una specie di pallone colorato a spicchi, il codice colore definisce la profondità alla quale si è prodotta la faglia, il diametro del pallone la dimensione della faglia e l'orientamento degli spicchi l'orientamento spaziale della faglia. La costruzione di un vettore di slip è affare piuttosto complesso e la sua forma non è una scelta casuale, ma non è certo in questa sede che vogliamo descrivere la sua realizzazione, tuttavia per completezza e futura comprensione del simbolo è importante dare un'idea di cosa di fatto rappresenti tale diagramma. Nello schema qui di seguito è possibile avere un'idea del suo significato. Per chi invece volesse approfondire qui è possibile farlo.
     
              2- Polo di rotazione della placca
La ricerca in campo geosismico, ma in effetti questo vale per tutta la ricerca scientifica, deve avere una finalità sociale oltre che culturale e di semplice conoscenza, ha senso infatti impegnare risorse economiche pubbliche nella ricerca solo se i risultati e le innovazioni ottenute hanno, possono o potrebbero avere una ricaduta positiva anche futura in campo sociale. Dato che non è in alcun caso possibile eliminare i terremoti, lo spin-off per la ricerca in campo sismologico deve assolutamente avere un modo di interagire e interfacciarsi con la struttura sociale-economica e storico-artistica di un paese, per spingerlo mediante una politca di riorganizzazione a realizzare quella che potremmo definire la messa in sicurezza globale delle infrastrutture sulle quali si regge la società e l'economia del paese stesso. Spesso possediamo le informazioni utili per evitare o perlomeno attenuare gli effetti catastrofici di un terremoto, ma incredibilmente le ignoriamo, affidandoci al fato e sperando che un giorno qualcuno riesca a mettere a punto un efficiente metodo di previsione dei terremoti, come se prevedere bastasse.



      3- Velocità di rotazione di Adria nelle varie posizioni
Torniamo al recente terremoto in Emilia. Leggendo la sitografia riportata in basso, chiunque può rendersi conto che già da almeno tredici anni si aveva la consapevolezza che qualcosa di diverso sul piano dell'attività sisimica della pianura Padana stava accadendo e il recente terremoto del 2009 all'Aquila ne è stata la prova. Non tutti sanno che tra la linea ideale formata dagli appenini ligure e tosco-emiliano e la linea delle Alpi, si inserisce uno stretto cuneo che separea la zona appenninica dalla placca euroasiatica a nord-est delle Alpi. Fino alla fine del secolo scorso si pensava che questo cuneo fosse solo una porzione della placca africana, una sorta di appendice che correndo per tutta la pianura Padana dalle Alpi liguri fino all'Adriatico e poi a sud fino allo Ionio, connettendosi alla placca africana ne condividesse la deriva globale.

          4-Posizione del primo sisma in Emilia 
Proprio all'inizio del nuovo secolo (sitografia 3)  alcune ricerche condotte da sismologi dell'Università di Camerino, avvalendosi di una rete di monitoraggio GPS e di un nuovo netodo di analisi dei lito-srati profondi, una specie di TAC che sfrutta le onde sismiche dei terremoti di bassa intensità per ricostruire l'immagine della struttura profonda della placca, hanno messo in evidenza che Adria (il nome che è stato dato a questo cuneo) non è una prominenza della placca africana ma bensì una microplacca autonoma, un residuo della placca oceanica prodotta nella prima deriva della Pangea (il continente unico, dalla cui deriva si sono formati gli attuali continenti). Il moto della microplacca Adria è un moto del tutto anomalo rispetto a quello della Placca africana (fig. 2 e 3) e di quella euroasiatica, Adria ruota intorno ad un polo euleriano (un centro stabile di rotazione fig. 2) verso nord, con velocità di deriva differenti da quelle di Eurasia che si muove verso sud e di Africa che invece muove verso nord. L'indipendenza nella rotazione di Adria e le sue ridotte dimensioni  la rendono sicuramente a rischio faglia nelle zone di massima velocità e minima estensione, che coincidono nemmeno a farlo apposta proprio con gli epicentri degli ultimi forti terremoti in Emilia (fig. 4).

                   5- distribuzione storica dei terremoti. i vettori di slip indicano
                           i terremoti in epoca strumentale.
Se osserviamo l'immagine qui sopra (fig. 5), sono indicati gli epicentri di quattro terremoti storici avvenuti nella pianura Padana, quello del 1117 è il più vicino in termini di spazio e di tempo a quelli recenti in Emilia (la faglia è il rettangolino all'interno del riquadro in neretto nell'immagine 6). I palloncini colorati sono i vettori di slip, ciascuno corrisponde ad una faglia attiva. I pallini gialli rappresentano l'aumento di compressione nell'urto tra le placche, più pallini più alto è il rischio di terremoto (la carta qui sotto era in possesso della protezione civile almeno dal 2008, vedi punto (4) in sitografia) 

                   6 - Dettaglio: nel riquadro la zona sotto osservazione da almeno il 2008

L'mmagine (6) è emblematica. La velocità di deriva di questa sezione di microplacca è costante, i dati GPS del 2008 indicavano uno spostamento verso nord uniforme di circa 1 mm/anno con un accumulo di deformazione a carico delle Alpi meridionali ma non solo, infatti è presente un accumulo di deformazione anche nella zona del mantovano proprio a San Benedetto Po, dove a dire di un blogger, l'abazia Benedettina fondata nel 1007 è a rischio crollo. Proprio oggi mentre sto scrivendo, si ha notizia di una nuova scossa di terremoto di magnitudo 3.1 in Emilia e di una forte scossa in Grecia di magnitudo 4.7, fortunatamente entrambe le scosse non hanno prodotto né vittime né danni. Come scienziato sono perplesso, come cittadino sono indignato, se le informazioni che ho potuto avere facendo una semplice ricerca in internet sono di dominio pubblico ormai da anni, come è possibile che nulla sia stato fatto a livello legislativo per indurre regioni, province e comuni a cominciare a mettere in sicurezza le abitazioni? Come è possibile che nulla sia stato fatto per evitare che il patrimonio artistico di quella splendida parte d'Italia non vada irrimediabilmente perduto? Perché lo Stato non ha imposto ai Comuni l'obbligo di un'edilizia antisismica con agevolazioni fiscali?

Il terremoto dell'Aquila del 2009 non è stato un evento imprevisto. Storicamente ci sono stati almeno due altri terremoti: nel 1461 e nel 1703, entrambi i terremoti hanno avuto esiti catastrofici con migliaia di vittime. Capisco che ricostruire sia doveroso, ma doveroso è anche avere la consapevolezza che magari fra duecento anni un altro terremoto ci sarà, perciò occorre ricostruire utilizzando le migliori tecniche edilizie antisismiche, che si tratti di pravati cittadini o di enti pubblici lo Stato ha il dovere di mettere a disposizione di tutti ogni propria risorsa scientifica e tecnologica per evitare altre possibili catastrofi.

Curiosa è l'inziativa di Earthquake.it per la realizzazione di una rete sismografica privata con il solo scopo di studio e di informazione e non certo di previsione.  Come esistono dei privati cittadini, pochi in verità, che decidono di impegnare un piccolo capitale per autocostruirsi un sismografo e condividere in rete a beneficio di tutti i risultati, occorre fare il possibile per creare ed espandere ad ogni livello sociale la consapevolezza che l'Italia è una terra a trischio sismico elevato, non esistono zone franche, per cui quando si ristruttura un'abitazione occorre prevedere il rischio sismico e lo Stato deve fare la sua parte. Perché allora non chiedere al Governo una legge che preveda, per coloro che hanno intenzione di adeguare le proprie abitazioni a criteri antisismici, una sospensione dell'IMU o uno sgravio fiscale fino al totale recupero della spesa? Perché non utilizzare i fondi comuni europei per un progetto di messa in sicurezza degli edifici dichiarati patrimonio dell'umanità? Perché non istituire nelle città e paesi d'arte una apposita tassa turistica di soggiorno a totale beneficio della ricostruzione e messa in sicurezza del nostro patrimonio artistico?

Semplici idee per convincere chi ci legge ad accendere un dibattito sull'uso consapevole dell'informazione scientifica; ricordiamoci che la rete di monitoraggio sismico è pagata con denaro pubblico, perché allora, dato che la protezione civile non svolge questo compito, non creare una task force a livello governativo per interfacciare scienza e sviluppo sostenibile?  


Sitografia:

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