giovedì 12 ottobre 2017

La dorsale di Gakkel, i suoi strani tufi e il limite fra Eurasia e America Settentrionale nell'Artico e in Siberia


In questi giorni sono venute fuori delle strane storie su un supervulcano nell’Artico. Ovviamente le cose non stanno per niente così. Inoltre si tratta di un sito che si arrampica sugli specchi per contestare nientepopò di meno che … il riscaldamento globale dando, non si sa come mai la colpa a del vulcanismo allo scioglimento dei ghiacci... L’occasione viene comunque opportuna perché così ne approfitto per parlare di una dorsale medio-oceanica come la Gakkel, che se fosse situata in una zona meno disagevole (per il freddo e per la copertura di ghiaccio) sarebbe stata molto studiata in quanto possiede delle caratteristiche piuttosto peculiari, essendo la dorsale a minore velocità di espansione attualmente esistente.

L'OCEANO POLARE ARTICO. Innanzitutto per un inquadramento regionale occorre parlare dell’Oceano Polare Artico in generale. Farlo è un po' difficile perché siamo tutti abituati a guardare la Terra in prospettiva verticale mentre invece per osservare bene questa zona occorre guardarla dall’alto. Ho provato con Google Earth a fare la carta qui accanto, dove si vedono i limiti di zolla e i vulcani attivi.
Fondamentalmente l’oceano Artico si può dividere in due bacini distinti, quello dell’Amerasia, apertosi nel Mesozoico e il più giovane Bacino Eurasiatico che si è formato nel terziario a partire dal tardo Paleocene per l’espansione del fondo oceanico dovuta alla dorsale di Gakkel.
I due bacini sono separati dalla dorsale Lomonosov, una fascia stretta di crosta continentale che individua una vasta area a profondità minore. la Lomonosov è una struttura lunga e stretta cha fatto da margine passivo prima per l’apertura del bacino amerasico e poi per quello eurasiatico. Quando ancora il bacino euroasiatico doveva aprirsi si trovava accanto alla piattaforma continentale del mare di Barents, quindi era il prolungamento verso nord della piattaforma continentale del mare di Barents, a nord della Scandinavia e della penisola di Kola.
Sulle sponde dell’Oceano Polare Artico affiorano rocce deformate da eventi orogenici piuttosto antichi, il più recente dei quali dovrebbe essere l’orogene di Taymir: si trova sulla ampia penisola omonima della costa siberiana, e la sua costruzione si è conclusa nel mesozoico inferiore quando la Siberia si scontrò con il blocco di Kara (all’epoca parte di un territorio ben più esteso ora disperso, appunto, dalla successiva apertura dell’Oceano Artico).
La storia del bacino amerasico è complessa (e ancora un po' controversa): per fortuna se si parla della dorsale di Gakkel e del bacino eurasiatico non occorre infilarsi nel ginepraio che sono le ipotesi sulla sua storia: segnalo solo che ha dei rapporti con la HALIP, una delle tante Large Igneous Provinces cretacee. Di recente qualche lavoro ha tentato, proficuamente, una sintesi, per esempio quello di Døssing et al (2013) [1].

IL BACINO EURASIATICO. Il bacino eurasiatico, è invece – per fortuna – più semplice dal punto di vista geologico e geodinamico: si tratta di un bacino oceanico a tutti gli effetti, la cui crosta è il risultato dell’espansione a partire dalla dorsale di Gakkel. Questa dorsale oggi è l’ultimo, estremo, ramo del grande sistema interconnesso di dorsali medio-oceaniche del globo terrestre, ma è interessante notare come quando è iniziata l’espansione del bacino Euroasiatico (e quindi la attività di questa dorsale) oltre 55 milioni di anni fa, nel tardo Paleocene, la dorsale Gakkel si è trovata in una posizione isolata: Europa e America Settentrionale erano unite dalla Francia in su perchè l’Atlantico settentrionale ha iniziato ad aprirsi nel settore nordeuropeo poco dopo, a partire dalla messa in posto dei basalti della Provincia Magmatica dell’Atlantico settentrionale (NAIP). ci sono poi voluti altri 20 milioni di anni prima che Svalbard e Groenlandia si separassero fra loro, 35 milioni di anni fa. La separazione fra Eurasia e America settentrionale a nord dell’Islanda e la formazione del settore oceanico che congiunge l’oceano Artico all’Atlantico per la sua complessità fa invidia anche al bacino amerasico, anche se è meglio compresa perché si trova in una zona meno difficile da studiare: tanto per dire, nei 1500 km che separano Islanda e Svalbard esistono ben 3 piccole dorsali attive (Kolbeinsey, Mohns e Knipovich), una dorsale fossile (Aegir), 3 punti caldi fra certi e probabili (Islanda, Jan Mayen e Yermak) e persino un microcontinente (Jan Mayen), la cui storia ricorda quella di un altro microcontinente da tutta un’altra parte (quello delle Seychelles) e varie faglie di importanza regionale. Anche la stratigrafia e il tipo di crosta di alcune di queste aree, specialmente quelle settentrionali come a nord delle Svalbard il plateau di Yermak, sono ancora piuttosto incerti [2] 

Carta del bacino Eurasiatico da [4]: come si vede il bacino è più largo ad ovest
dove la velocità di espansione è maggiore
ANATOMIA DELLA DORSALE DI GAKKEL. La Gakkel si estende per circa 1800 km tra la Groenlandia settentrionale e il mare di Laptev che bordeggia le coste centrosettentrionali della Siberia e nel quale la dorsale prosegue in un'area soggetta ad estensione ma che (ancora?) non ha iniziato ad aprirsi al punto di produrre crosta oceanica: il rift del mare di Laptev, essendo un rift allo stadio iniziale sarebbe un eccezionale laboratorio per capire come un continente si rompe e da un rift si sviluppa una divergenza fra i due lati della crosta continentale: solo nel corno d'Africa abbiamo attualmente una situazione simile[3]. Purtroppo come per la Gakkel il problema del mare di Laptev è la sua difficile accessibilità. 
Il sistema dorsale di Gakkel - rift del mare di Laptev costituisce il limite di placca fra America settentrionale ed Eurasia, limite che prosegue verso l’interno della Siberia, dove mostra di essere trascorrente, fino alla cintura di fuoco del Pacifico: non tutti sanno che la parte più nord-orientale della Siberia è nella placca nordamericana! Nella carta qui sotto generata con l’Iris Earthquake browser si nota bene la sismicità lungo il margine fra le zolle, che dall'oceano prosegue nell'interno della Siberia. 

La valle assiale della dorsale di Gakkel è molto ben definita, vi si trovano molti centri vulcanici ed è sede di una intensa attività sismica a bassa profondità, che però fono a pochi anni fa è stato difficile rilevare a causa della distanza. In questa immagine tratta da [4] si vede come il bacino Eurasiatico è più largo nella parte occidentale che, non casualmente, è quella che si espande più velocemente.
Ho detto che se fosse in una zona più ospitale sarebbe una delle dorsali più studiate; il motivo è che si tratta della dorsale a minore tasso di espansione attualmente esistente, con valori compresi tra 0,6 e 1,5 centimetri all’anno. È quindi un termine estremo nel sistema e per questo sede di alcune caratteristiche particolari, previste dalla modellistica:

  • uno spessore crustale minimo, compreso fra i 5 e i 2 km, ma nella zona meno attiva arriva addirittura a 1,5 km
  • una attività vulcanica e tettonica simile a quella della dorsale medio – atlantica, sia pure in tono minore, giustificato dalla bassa velocità di espansione
  • la valle assiale (la depressione che troviamo nelle dorsali medio-oceaniche) è più profonda ed evidente che altrove (altra conseguenza della bassa velocità di espansione) ed è contraddistinta da numerosi edifici vulcanici. Il suo fondale si trova fra i 3500 (nella zona occidentale) e i 5500 metri di profondità


La sismicità con M>5 al limite fra la placca euroasiatica e quella Nordamericana
tra la parte meridionale della dorsale di Gakkel e la Siberia
elaborazione da Iris Earthquake Browser
Da un punto di vista sismo-tettonico e vulcanico la dorsale di Gakkel si può dividere in tre distinte zone di cui due, quelle laterali, sono molto attive, mentre in mezzo si trova un segmento in cui l’attività è più sparsa. 
È interessante notare come ci siano divergenze nel chimismo del vulcanismo fra le due zone estreme: sotto la parte ad ovest, verso la Groenlandia, il mantello da cui provengono i magmi ha la cosiddetta “anomalia DUPAL” [5]. Si tratta di rapporti diversi dal normale nella composizione isotopica di piombo e stronzio. L'anomalia è presente anche nell’attività basaltica delle Svalbard, che si è protratta fino a tempi molto recenti (100.000 anni fa). L’anomalia DUPAL è frequente nell’Oceano Indiano e, talvolta, nell’Atlantico meridionale ma mai nell’emisfero settentrionale. La sua origine è piuttosto controversa; nell’oceano Artico è probabilmente dovuta al fatto che questi magmi si sono originati da un mantello che stava sotto ai continenti.
Il limite fra i magmi contenenti l’anomalia DUPAL e quelli “normali” è piuttosto brusco ed è posto nella zona centrale, quella a minore attività vulcanica.

I MAGMI E I TUFI DELLA PARTE ORIENTALE DELLA DORSALE DI GAKKEL. Nella parte orientale della dorsale ci sono dei normalissimi basalti MORB (basalti di dorsale medio – oceanica). Una spedizione del 2007 ha studiato una zona che nel 1999 era stata interessata da una serie di eventi sismici correlati con una eruzione vulcanica: la valle assiale è caratterizzata come altrove dalla presenza di parecchi crateri vulcanici, tipicamente larghi tra 1,5 e 2 km e alti tra 300 e 500 metri [6]. Ma c’è stata anche una sorpresa: sono stati trovati dei tufi. Appurato che si tratta davvero di tufi e non di hyaloclastiti (frammentazione post – eruzione della parte superiore delle lave basaltiche), e che la loro provenienza è locale, la cosa ha destato un po' di stupore vista la profondità di oltre 4000 metri in cui si trovano: la formazione di tufi nei mari a profondità maggiori di qualche centinaio di metri è considerata generalmente molto difficile a causa della pressione idrostatica, la quale sarebbe sufficiente a bloccare la fuoriuscita violenta dei gas, il fenomeno che è alla base della formazione dei tufi. Le superfici butterate caratteristiche dei cuscini di lave basaltiche eruttate a grande profondità sono proprio dovute all’intrappolamento dei gas sulla parte alta del cuscino a causa della pressione idrostatica.
Ora, è evidente che se questi tufi ci sono c'erano le condizioni perché si formassero. La spiegazione più plausibile è la presenza di un tenore molto alto di CO2 in questi magmi [7], valore che nel lavoro sulla spedizione del 2007 è stato stimato in circa il 14% contro l’1,4% di un normale basalto MORB
Si badi bene: questi tufi non sono una cosa molto grande, essendo spessi al massimo 15 cm.

Da tutto questo qualcuno ha dedotto che sulla dorsale di Gakkel ci sia il rischio della presenza di un supervulcano… confondendo (volutamente?) il tenore di gas con la pressione (che poi, la pressione da sola basta per “fare” un supervulcano?). Ora, pensare a 15 cm di tufi come traccia della possibile presenza di un supervulcano e che un supervulcano possa essere prodotto dove si producono dei normalissimi basalti MORB di dorsale medio-oceanica non è neanche fantageologia, ma idiozia totale… Ma da gente negazionista del riscaldamento globale possiamo aspettarci questo ed altro…

[1] Døssing et al 2013 On the origin of the Amerasia Basin and the High Arctic Large Igneous Province—Results of new aeromagnetic data Earth and Planetary Science Letters 363 (2013) 219–230
[2] Geissler et al 2011 The Yermak Plateau in the Arctic Ocean in the light of reflection seismic data—implication for its tectonic and sedimentary evolution - Geophysical Journal International 187, 1334-1362
[3] Mazur et al 2015 Extension across the Laptev Sea continental rifts constrained by gravity modeling Tectonics 34, 435–448
[4] Berglar et al 2016 (2016) Initial Opening of the Eurasian Basin, Arctic Ocean. Front. Earth Sci. 4:91. doi: 10.3389/feart.2016.00091
[5] Goldstein et al 2008 Origin of a ‘Southern Hemisphere’ geochemical signature in the Arctic upper mantle Nature 453, 89-93
[6] Sohn et al 2008 Explosive volcanism on the ultraslow-spreading Gakkel ridge, Arctic Ocean Nature 453, 1236 - 1238
[7] Head & Wilson 2003 Deep submarine pyroclastic eruptions: theory and predicted landforms and deposits. J. Volcanol. Geotherm. Res. 121, 155–193

giovedì 28 settembre 2017

Cittadino Informato: la nuova app per le informazioni di Protezione Civile in Toscana


Da una collaborazione fra ANCI Toscana e il Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Firenze è nata "Cittadino Informato", una app che serve per avvisare la popolazione in caso di allerta emesse dalla Protezione Civile. Inoltre sia attraverso la app che attraverso un normale sito internet collegato, informa la popolazione dei comuni che hanno aderito all'iniziativa sulle aree cartografate a rischio geo - idrologico e sul comportamento da tenersi in caso di allarme. La piattaforma verrà a poco a poco implementato anche con alte funzioni, sempre inerenti alle problematiche di pubblici servizi. Molti comuni della Regione (soprattutto fra quelli più grandi) hanno già aderito nonostante il progetto sia partito da poco e altri stanno rapidamente aderendo. 

La ricerca in materia di sistema di Protezione Civile è un aspetto piuttosto curato nel nostro Paese. In Italia abbiamo una grande tradizione su questo: la Protezione Civile ha le sue radici nelle prime esperienze di risposta spontanea e volontaria a disastri come le alluvioni del 1966 in Toscana e Triveneto e il terremoto del Friuli del 1976; le caratteristiche geologiche, fisiche, climatiche e… antropiche che rendono prone a catastrofi naturali (o, meglio “geo-logiche”) larghe aree del nostro territorio hanno fatto il resto.
Per la maggioranza della popolazione la Protezione Civile è un qualcosa che si attiva durante le emergenze. Ebbene, questo è solo l’aspetto più appariscente perché, appunto, compare durante una emergenza, durante la quale si parla molto del territorio colpito sia sui media che sui social network (purtroppo spesso nella comunicazione vengono commessi errori micidiali a causa della scarsa cultura in materia e/o per la voglia di “spararla grossa”); in realtà Protezione Civile significa anche prevenzione (o almeno mitigazione) dei rischi, attraverso:
  • la proposta e la realizzazione di correttivi atti a mitigare i rischi 
  • la pianificazione delle azioni da svolgere e dei comportamenti da tenere durante l’emergenza, sia dal lato degli operatori che da quello dei cittadini

Di questi aspetti si occupano i piani comunali di protezione civile (ne ho parlato qui), secondo l’assioma che un cittadino informato conta per tre.
Alcune realtà comunali hanno adottato delle app come sistema di comunicazione ma era interessante provare a fare qualcosa di più, un salto in avanti nella comunicazione delle emergenze, in particolare un sistema capace di coprire un territorio più vasto di quello di un comune singolo, permettendo sia al cittadino di usufruire della stessa app in territori diversi, sia ad altre realtà che gestiscono servizi pubblici di potersi interfacciare con il sistema stesso.
A questa esigenza risponde Cittadino Informato, un sistema nato dalla collaborazione fra  ANCI Toscana e Geoapp, lo spinoff del Gruppo di Geologia Applicata del dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Firenze.


LA STRUTTURA DI CITTADINO INFORMATO. il sistema di Cittadino Informato consiste in un sito web e in una app per Android e iOS, ovviamente scaricabile gratuitamente. Nonostante l’iniziativa sia appena nata, nel sistema sono già presenti alcuni dei comuni più importanti della Regione, dal territorio parecchio difficile e quindi particolarmente a rischio: ad esempio, in ordine rigidamente geografico (per non scontenare nessuno in una terra dove il campanile è sempre fondamentale…), Carrara e Massa che amministrano ampie zone montane fortemente esposti ai flash flood (basta ricordare gli eventi simili di Livorno poche settimane fa) e nel caso carrarino di una piana soggetta all’alluvionamento, Pistoia con la sua delicata e dissestata montagna e una piana di difficile gestione, Prato, dove l’espansione edilizia a scopo residenziale ed industriale ha letteralmente cancellato il sistema dei canali di bonifica e Arezzo, comune molto esteso che comprende aree a elevato rischio idraulico o di frana. Altri comuni hanno già aderito e quindi stanno per entrare nel sistema e fra questi c’è anche Firenze. Altri aderiranno a breve. Il fatto che ci sia una altra percentuale di adesioni di comuni importanti è la dimostrazione dell’interesse che riscuote l’iniziativa.

A COSA SERVE CITTADINO INFORMATO. Lo scopo di Cittadino Informato è duplice:
  • notificare le allerte emesse dal Centro Funzionale della Regione Toscana al cittadino evidenziando i codici – colori (verde – giallo – arancione - rosso)
  • rendere accessibili al cittadino i contenuti dei piani di protezione civile e renderlo consapevole del rischio geo-idrologico (termine, mi ripeto per l’ennesima volta, più corretto dell’usato – solo in Italia – rischio idrogeologico) attraverso la presentazione delle mappe tematiche del territorio in un web GIS di facile consultazione


I PROTAGONISTI PRINCIPALI DI CITTADINO INFORMATO. I protagonisti principali sono i comuni toscani che accettano di fare parte del sistema di Cittadino Informato e il Centro Funzionale Regionale.

Il Centro Funzionale Regionale svolge sia attività di previsione che di monitoraggio, tramite due componenti  essenziali:
  • il Consorzio LaMMA, consorzio tra CNR e Regione Toscana, che è responsabile delle attività di previsione, monitoraggio e sorveglianza delle forzanti meteorologiche che possono generare scenari di rischio sul territorio;
  • il Servizio idrologico Regionale (SIR) che è responsabile della valutazione della pericolosità e dei possibili scenari di criticità idraulica e idrogeologica in base agli effetti delle piogge previste; il SIR ha come colonna portante il nowcasting: gestisce una rete piuttosto capillare di monitoraggio delle condizioni meteorologiche (livello dei fiumi, temperature, precipitazioni, venti, umidità, mareografia) assicurandone il funzionamento e, naturalmente, la fornitura dei dati in tempo reale a chiunque tramite il proprio sito web


LA APP DI CITTADINO INFORMATO. Il sistema comprende sia la app Cittadino Informato che il sito internet. L’unica differenza è che gli allarmi e notizie utili sono pubblicati anche sul sito, ma solo con la app arriva la notifica in tempo reale della loro emissione.

Dopo aver scaricato la app l’utente seleziona il comune (o i comuni) di suo interesse e il proprio dispositivo inizia subito a ricevere tutti i messaggi emessi dal sistema che interessano il territorio di cui fanno parte le aree scelte dall’utente.
Oltre alle informazioni provenienti dal Centro Funzionale Regionale, in aggiunta i comuni stessi aderenti all’iniziativa possono trasmettere qualsiasi informazione che desiderano far giungere alla popolazione, in quanto dispongono di una apposita interfaccia che consente di aggiungere comunicazioni.

I CONTENUTI DELLA PIATTAFORMA. Cittadino Informato, sia sul sito che sulla app rende accessibili a chiunque i contenuti del Piano Comunale di Protezione Civile tramite un web gis: sulla cartografia di base si possono visualizzare vari tematismi, ad esempio:
  • le aree a rischio geo-idrologico (alluvione e frana)
  • le aree di attesa (compreso, nella app, come fare ad arrivarci tramite il gps utente)
  • le sedi della Protezione Civile
  • le sedi delle associazioni di volontariato
  • una descrizione dei rischi, del significato delle allerte e dei comportamenti da tenere in caso di rischio (qui vediamo per esempio la videata che si riferisce alla criticità “gialla”


Cittadino informato quindi oltre all’informazione puntuale su eventi in arrivo o in corso provvede a svolge una parte dei compiti di informazione che il sistema di Protezione civile deve fornire: consente al cittadino di diventare consapevole dei rischi del proprio territorio e conoscere quello che lo riguarda in caso di emergenze. Ed è un aspetto estremamente importante: occorre scardinare quella mentalità purtroppo oggi imperante secondo la quale è lo Stato che deve assicurare la sicurezza del territorio e della popolazione, la quale non deve fare nulla al riguardo se non aspettare i soccorsi.

PERCHÈ LA APP? Perchè a fianco del sito web è stato scelto un canale “moderno” come la specifica app? In molti comuni toscani è già operativo il sistema di allerta telefonico che si mette in azione appena arriva una allerta di un certo tipo cioè arancione e rossa o per altre comunicazioni. Questo sistema però presenta alcuni inconvenienti:
  • il target dell’alert system telefonico raggiunto è la sola utenza telefonica fissa. Di conseguenza viene escluso il target in sensibile aumento di tutti coloro che hanno solo lo smartphone come strumento di comunicazione e a causa della diffusione della telefonia mobile gli appartamenti privi di telefono fisso sono in aumento specialmente tra la popolazione più giovane, che spesso decide, appunto, di non dotarsi più di una linea telefonica tradizionale. 
  • il sistema comunica l’emergenza in diretta ma non crea consapevolezza delle emergenze che possono interessare il territorio
  • può essere utile avvisare la cittadinanza che è fuori casa (questo specialmente, da parte dei comuni, in caso di seri problemi al sistema di mobilità
  • la app consente al cittadino di scegliere in base alla sua posizione corrente l’area di attesa da raggiungere


ALTRE FUNZIONI. Un’altra funzione potenziale di Cittadino Informato è la comunicazione da parte dei gestori di servizi di pubblica utilità che, aspetto ben poco conosciuto, sono anche essi componenti del sistema di protezione civile.
In questo momento sono collegati al sistema alcuni gestori dei servizi idrici integrati, che possono comunicare disservizi nella fornitura di acqua potabile: si tratta di Publiacqua, Gaia, Acque SPA, Nuove Acque e Acquedotto del Fiora.

Quello che c'è oggi in Cittadino Informato è un punto di partenza. Nuove funzioni e nuovi sviluppi sono in corso.

ALCUNI ESEMPI. Esemplifichiamo ora alcune delle funzioni di Cittadino Informato attraverso alcune videate della app.
Iniziamo da queste che riguardano il comune di Prato.
Qui le 3 videate che danno le informazioni essenziali: il benvenuto, informazioni sul servizio di protezione civile, situazione attuale e pulsanti principali diretti



In questa seconda selezione la videata a sinistra mostra la mappa del comune con indicate le aree di attesa e le sedi della Protezione Civile, quella di destra i possibili tematismi da scegliere sulla mappa. 



Queste invece si riferiscono al Comune di Calci: nella videata a sinistra vengono evidenziate le aree in cui sono al momento in corso delle criticità. Puntando su una criticità si ottiene la videata al centro, in cui se ne vede una descrizione.



lunedì 25 settembre 2017

I terremoti messicani del settembre 2017


I due terremoti messicani degli ultimi giorni, M 8.1 dell’8 settembre 2017 a largo delle coste del Chiapas e M 7.1 del 19 settembre 2017 5 km a ENE di Raboso meritano una certa attenzione per il loro contesto geotettonico piuttosto particolare, essendosi prodotti in profondità in uno slab (una zona di subduzione) dalle caratteristiche tipiche. Un altro aspetto della questione che merita una grande attenzione è l’effetto di sito che si è registrato, come sempre, a città del Messico: a causa della costituzione del suo sottosuolo, in questa città si registrano forti amplificazioni delle onde sismiche, che rendono distruttivi eventi che se la capitale messicana fosse stata costruita su un’area a geologia diversa non sarebbero stati così gravi.

Nota: per brevità parlando della parte della parte della placca oceanica che subduce sotto una placca continentale, userò il termine slab. Gli slab in genere sono evidenziati dalla sismicità, che è assente nel mantello circostante: i terremoti profondi avvengono sempre e soltanto all'interno di queste strisce di crosta oceanica che penetrano nel mantello, dove composizione, caratteristiche meccaniche e temperatura consentono una deformazione fragile; il mantello circostante è invece caratterizzato da una deformazione duttile, asismica. 
Qualche slab è asismico e viene riconosciuto attraverso la tomografia ricavata dal comportamento delle onde sismiche, con le quali si fa una specie di TAC alla Terra.  
La presenza nel mantello di vecchi slab ormai "digeriti" si può talvolta vedere grazie a particolarità nei magmi che si formano successivamente in queste aree.

MARGINI COMPRESSIVI ACCREZIONALI E EROSIONALI. Il primo aspetto particolare è il meccanismo focale di entrambi gli eventi: si tratta di terremoti connessi a faglie normali caratterizzati da un meccanismo distensivo, cosa apparentemente anomala in quanto siamo in una zona di scontro fra zolle dove dovrebbero esserci faglie inverse e quindi i meccanismi focali dovrebbero essere compressivi. Ma questo succederebbe se si fosse in presenza di un normale margine compressivo accrezionale. Invece le cose stanno un pò diversamente.
Negli anni '70 entrò nella nomenclatura geologica il termine prisma di accrezione, con cui si identifica tutta quella serie di scaglie tettoniche che si accumulano tra la zona di subduzione e la crosta sotto la quale la placca oceanica subduce che per lo più sono costituiti da materiali terrigeni provenienti dall'arco magmatico: ce ne sono tanti, sia per l'elevato livello di erosione che contraddistingue le aree emerse e le aree marine prospicienti alle fosse oceaniche (dove abbondano canyon sottomarini) sia perchè nell'arco sono diffuse eruzioni vulcaniche di tipo esplosivo con la produzione di tufi.
Questi sedimenti si depositano in parte lungo la breve piattaforma continentale come depositi di forearc ma più spesso finiscono direttamente nella fossa oceanica che evidenzia sulla superficie terrestre l'inizio della subduzione.
Di queste scaglie possono occasionalmente fare parte anche parti di crosta oceanica (le cosiddette “ofioliti”) e della sua copertura sedimentaria: questi materiali infatti anziché condividere con la placca in subduzione il destino di finire nel mantello ed esservi “digeriti” talvolta rimangono al contatto fra le due placche.
Con queste basi teoriche immaginatevi la sorpresa quando, carotando nel 1979 e nel 1981 il margine continentale a largo del Nicaragua al posto del prisma composto da sedimenti di fondo oceanico schiacciati contro la zolla continentale fu trovato, sotto a una serie di sedimenti recenti di mare poco profondo, il basamento cristallino centroamericano.

A questa scoperta ne sono seguite altre analoghe in altre aree di collisione fra le zolle ed è venuto alla luce il concetto che non su tutti i margini convergenti di zolla si sviluppi un prisma di accrezione: ci sono anche i margini convergenti erosionali. Come vediamo nell'immagine qui sopra:

  • in un margine di placche compressivo accrezionale il taglio operato dalla subduzione è dentro la zolla inferiore, quindi alcune delle sue parti, segnatamente i sedimenti depositatisi nel tempo nella fossa oceanica, rimangono a contrasto fra le due zolle ed essendo sufficientemente plastici si deformano e in parte si accavallano su quella superiore
  • in un margine di placche compressivo erosionale il taglio si imposta all'interno della zolla superiore tutti questi sedimenti e parte della zolla superiore scendono nella zona di subduzione 

È interessante notare che se in un margine accrezionale le faglie principali della zona sopra al limite fra le due placche sono thrust, cioè faglie compressive a basso angolo, in un margine erosivo abbiamo soprattutto faglie normali ad alto angolo.
Diagramma preso da [1] con evidenziati i margini giapponesi
È favorita la presenza di un margine compressivo erosionale quando:

  • ci sono pochi sedimenti in gioco e quindi una crosta oceanica coinvolta molto giovane e/o pochi apporti sedimentari dal continente
  • la velocità di convergenza è molto alta
  • notiamo che, ovviamente, con una alta velocità di convergenza l’apporto sedimentario dal continente è forzatamente minore per unità di lunghezza lungo la fossa

Nella carta qui sopra si vede la distribuzione mondiale di margini accrezionali (in celeste) e margini erosivi (in rosso).  
Nel diagramma preso da [1] si vede chiaramente come ci sia un rapporto tra velocità di convergenza e spessore dei sedimenti e che solo un margine caratterizzato da una alta velocità di convergenza può essere erosionale. In particolare si vede come intorno al Giappone ci siano quasi esclusivamente subduzioni erosionali, mentre l’unico prisma accrezionale, quello del Giappone centro – meridionale è non casualmente caratterizzato da uno spessore sedimentario maggiore e da una velocità di convergenza minore rispetto agli altri 3.

Sezione pubblicata dallo USGS per il terremoto del 19 settembre,
a cui ho aggiunto una stella che contraddistingue
la posizione di quello dell'8
I DUE TERREMOTI MESSICANI DEL SETTEMBRE 2017. Osserviamo la profondità dei due eventi: si tratta in entrambi i casi di terremoti a profondità intermedia (rispettivamente a 70 e a 50 km dalla superficie).

La notizia dell’evento dell’8 settembre mi ha colto fuori sede e con poco tempo a disposizione e quindi ho pensato che il meccanismo era coerente, perché ho considerato le grandi faglie normali tipiche di un margine accrezionale. Avevo solo qualche dubbio sulla profondità, nel senso che mi sembrava lì per lì un po' eccessiva, ma per i soliti strani meandri della mente umana avevo lasciato correre. Poi però una grande esperta di subduzioni come Paola Vannucchi mi ha ricordato la geometria particolare di questo slab, che rimane suborizzontale per un bel tratto e così ho realizzato che il terremoto non era avvenuto in una delle faglie normali della placca superiore ma nello slab in subduzione della placca inferiore: lo slab della placca delle Cocos dopo essersi immerso nel mantello rimane pressochè orizzontale per un bel pezzo e raggiunge profondità superiori a quella dell’ipocentro dell’8 settembre solo ben all’interno del continente, quando si piega per assumere finalmente la classica angolazione di tutti i piani di subduzione che scendono nel mantello.
A largo del Messico nella zona della fossa avvengono a bassa profondità terremoti di senso compressivo a basso angolo (terremoti di thrust) al contatto fra la placca nordamericana e quella delle cocos che le scende sotto fino ad una profondità di 25 km, dopodiché prevalgono eventi distensivi su faglie ad alto angolo [2]. Si tratta di uno sforzo di distensione in una zona in cui la zolla è sottoposta a forti deformazioni e si formano queste faglie distensive a causa dello stiramento della placca nelle parti esterne dei piegamenti. Quindi il primo dei due forti terremoti si è sviluppato nello slab della zolla delle Cocos nel tratto in cui si muove orizzontalmente.

Veniamo al secondo evento. Sempre con meccanismo distensivo e ad una profondità di oltre 50 km. Quindi anche questo si è verificato nello slab della placca delle Cocos. In questo caso però si è sviluppato in una posizione diversa, e cioè esattamente nella parte superiore dello slab alla fine del suo percorso orizzontale, dove si piega per fare quello che ogni “buon” slab deve fare: scendere nel mantello sottostante. Evidentemente nella zona di origine del terremoto tra la deformazione dovuta alla curva e il cosiddetto slab pull, cioè la parte dello slab che scende in profondità cerca di “tirare giù” quella orizzontale, ci sono delle tensioni che lo aprono.
Alla figura prodotta dallo USGS, il Servizio Geologico degli Stati Uniti, che indica la posizione del terremoto del 19 settembre ho aggiunto una stella per indicare l’ambiente in cui si è avvenuto quello dell’8 settembre, precisando che non sono avvenuti nella stessa sezione, ma che quello a largo del Chiapas è avvenuto in una sezione parallela a questa, però posta a qualche centinaio di km di distanza!

CONNESSIONI FRA I DUE EVENTI? La coincidenza temporale nella stessa struttura (lo slab in subduzione della placca delle Cocos) ha ovviamente spinto a pensare che ci possa essere un rapporto preciso fra i due eventi dell’agitato settembre messicano. Ad oggi mi pare una cosa con poche prove concrete, anche se, appunto, la breve distanza temporale lo rende quantomeno possibile. Comunque ricordo che siccome la distribuzione in una certa area dei terremoti maggiori spesso non è statistica, perchè gli eventi si addensano in particolari momenti (si vedano ad esempio nell’Appennino centrale le tre sequenze recenti tra 1997 e 2016, oppure la terribile sequenza 1916 – 1920  in Appennino Settentrionale, un qualcosa che li colleghi ci potrebbe essere ma è ancora difficile provarlo.

Stratigrafia sommaria del sottosuolo di città del Messico da [4]
AMPLIFICAZIONE DELLE ONDE SISMICHE A CITTÀ DEL MESSICO. La capitale messicana non è certo nuova a subire effetti disastrosi a causa di terremoti importanti sia pure lontani [3]. La città è esposta a rischio sia per i terremoti che si verificano:

  • al confine fra placca Nordamericana e placca delle Cocos, lungo la zona di subduzione, che si verificano come l’evento del 1985 nella zona costiera e quindi ben oltre i 200 km di distanza, se non 300
  • all’interno dello slab della placca delle Cocos che, appunto, tra la costa e Città del Messico rimane grossolanamente orizzontale, come appunto, il terremoto di questi giorni
  • ci sono anche sia pure poco frequenti, terremoti di bassa profondità nella fascia vulcanica trans-messicana a cui appartiene anche il vulcano simbolo della città, il Popocatepetl


Ma perché ci sono così grandi danni nella città? A causa delle pessime prestazioni da questo punto di vista del sottosuolo della capitale messicana, composto da 3 fasce in cui affiorano depositi diversi [4]:

  • sedimenti lacustri (da 30 a 80 m di argille fradice di acqua e molto comprimibili
  • colline di lava e tufi
  • fanghi e argille alluvionali

Il drammatico è che specialmente nei sedimenti lacustri le onde sismiche rallentano in maniera notevole, e pertanto diventano più alte: il risultato è imprimono al suolo durante il loro passaggio una accelerazione molto maggiore che nei dintorni. In più la loro frequenza si sposa molto bene con quella di oscillazione di molti edifici, il che ne aumenta la vulnerabilità.

[1] Clift, P., and P. Vannucchi (2004), Controls on tectonic accretion versus erosion in subduction zones: Implications for the origin and recycling of the continental crust, Rev. Geophys., 42, RG2001, doi:10.1029/2003RG000127.

[2] Pardo e Suarez 1995 Shape of the subducted Rivera and Cocos plates in southern Mexico: Seismic and tectonic implications Journal Of Geophysical Research 100, B7, 12357-12373

[3] Singh et al 2015 Intraslab versus Interplate Earthquakes as Recorded in Mexico City: Implications for Seismic Hazard Earthquake Spectra 31, 795-812 

[4] Zeevaert 1971 Foundation Engineering for Difficult Subsoil Conditions. Van Nostrand Reinhold Company, 1971

sabato 16 settembre 2017

Dopo Livorno 1 - La necessità della educazione al rischio geo - idrologico


Già altre volte ho parlato della questione del rischio geo – idrologico (incominciamo a definirlo così, come nel resto del mondo e non con quel termine italiano “rischio idrogeologico” che in teoria vorrebbe dire che sono dissestatele le falde acquifere): si tratta di una questione scarsamente presente nel cervello degli italiani tranne nella fase immediatamente successiva ad un disastro di questo tipo, quando i geologi finiscono in tutti i mezzi di comunicazione, dalla televisione ai social. Ora l’alluvione di Livorno lo ha riportato al centro della attenzione dell’opinione pubblica, ma siccome temo che, al solito, entro pochi giorni di queste cose non se ne parlerà più di nuovo, mi chiedo in che modo, invece, si possa continuare a tenere alta l’attenzione della popolazione sul problema e, soprattutto, in che modo informarla e tenerla sempre informata. Purtroppo stampa, televisione e social network pullulano di bestialità in proposito e basta vedere quello che il parlamento sta per approvare a proposito di condoni edilizi (il famigerato disegno di legge Falanga, non a caso lodato dalla stampa e dai politici di aree a forte abusivismo edilizio) per dimostrare che proprio non si vuole imparare le lezioni che continuamente gli eventi geo - idrologici cercano di spiegare. Vorrei quindi avanzare alcuni miei pensieri sul modo in cui si possa porre un po' più di attenzione nella società italiana per l’assetto del territorio e il rischio geo-idrologico.

Dopo il disastro sui giornali di Livorno sono state pubblicate le carte del rischio geo – idrologico. Immagino che molte persone abbiano scoperto solo in questo modo di abitare in (o possedere) un edificio situato in una zona a rischio, e ciò porta alla ribalta ancora una volta il disinvolto uso del territorio, da sempre al centro di interessi che poco ne rispettano i pericoli. 
Un particolare piuttosto importante è che mentre si possono importare dall’estero tutte le cose di cui abbiamo bisogno e che non produciamo a sufficienza (ad esempio oltre il 90% del nostro fabbisogno di idrocarburi), al giorno d’oggi non esistono più in Italia “miniere di suolo”: cioè, il territorio disponibile è questo, punto e basta (anche le guerre sono servite e servono proprio per conquistare altri territori…). 
La domanda che viene spontanea è se questa mancanza di informazione è voluta proprio perché non è possibile creare nuovi territori. 

LE BONIFICHE VANNO CONTINUAMENTE MANTENUTE. Questa domanda si intreccia, per esempio, con le reazioni alla recente estensione della tassa sui consorzi di bonifica in Toscana in aree che fino a poco tempo fa erano esenti da questo tributo. Premetto che non mi voglio occupare dell’argomento “tasse, balzelli & c” che non è attinente a Scienzeedintorni e quindi non entro nel merito della opportunità o meno di questa nuova tassa (o altra definizione come più vi piaccia); mi limito ad osservare – asetticamente – che: 
  • - l’attività di mantenimento e manutenzione delle operazioni di bonifica è strettamente necessaria e qualcuno la deve fare, indipendentemente da chi e con quali risorse finanziarie
  • - le novità (specialmente in fatto di tasse…) andrebbero spiegate prima di applicarle. Si chiama “comunicazione istituzionale

Osservo però che una serie di dichiarazioni da parte di giornalisti ed esponenti politici denotano una totale mancanza di conoscenza del territorio e dei problemi connessi con il suo assetto.
Per esempio leggo questa: nel 1904 un regio decreto crea la tassa sulle paludi: è un contributo per la loro bonifica, che però continua ad essere richiesto anche quando su quelle terre ormai bonificate vengono costruite intere cittàL’autore di questa frase, nell’occasione un giornalista di Repubblica non fa altro che riportare un “sentire comune”, che contiene un errore scientifico di fondo: il territorio ormai bonificato sarebbe a posto. Cioè, non occorra più farci niente.
Riflettevo su questo argomento nel caldo e secco scorso luglio quando in treno passavo per la val di Chiana: la ferrovia si tiene lungo il margine orientale della valle e scavalca alcuni fossi, in quel momento completamente in secca a causa della tremenda siccità di quest’anno, tra campi coltivati, qualche agglomerato di case, le tipiche case rurali della zona, le leopoldine (ben descritte qui) e qualche capannone industriale, mentre in fondo spiccavano nonostante la distanza e la foschia estiva l’Amiata e il Cetona. Mi sono domandato quanti sappiano che questa pianura in quel momento riarsa, dove è necessario irrigare i campi, fino a 200 anni fa circa fosse un insieme di laghi e aquitrini collegati addirittura in epoca etrusca ad un fiume come il Clanis, che svolgeva un ruolo fondamentale nelle rotte commerciali del’Italia pre – romana. E che la zona fosse sovrabbondante di acqua lo testimonia pure la convinzione che da queste parti provenisse la causa delle alluvioni del Tevere a Roma (addirittura la giovane Florentia mandò nel 17 d.C. una delegazione a Roma per scongiurare la deviazione del Clanis nell’Arno, ne ho parlato qui).

i meandri naturali del Syr Darya in Kazhakstan:
il fiume cambia di continuo il suo percorso
PERCHÈ SONO STATE FATTE LE BONIFICHE E LE PROBLEMATICHE GEO – IDROLOGICHE CONSEGUENTI. Fondamentalmente ci si dimentica molto spesso come siamo arrivati all'idrografia attuale e come i fiumi che ricevono affluenti e poi sfociano a mare e la separazione netta fra terra e mare delle coste in pianura siano una creazione antropica: in Natura un fiume appena scende dal pendio in una piana si ferma, divaga in vari meandri e le acque si impaludano; per quanto riguarda le coste, consideriamo una eccezione la laguna veneta, ma è esattamente la situazione naturale di una costa bassa in cui stagni, dune e cordoni si alternano senza poter dare un limite chiaro tra mare e terraferma. E quando la pianura alle spalle del mare è molto larga si passerebbe dagli acquitrini di acqua salata a quelli di acqua dolce.
Insomma, buona parte delle aree pianeggianti sarebbe per natura coperta da specchi d’acqua e ciò che vediamo adesso, dalle pianure interne a quelle costiere, è il risultato di vaste operazioni di bonifica. Qualche anno fa ho scritto una serie di post sulla storia delle opere idrauliche in Toscana (e, quindi, soprattutto delle bonifiche). Sono post concatenati e quindi chi volesse dal primo, che è questo, li può leggere in fila essendoci una serie di link che portano dal primo al secondo e così via.
Firenze prima delle bonifiche: in verde le aree palustri
Anche l'attuale centro di Firenze era circondato da acquitrini (ne ho parlato qui) su cui è stata costruita dagli inizi del XX secolo la periferia e, tanto per citare un caso letterario noto, il Boccaccio nel Decamerone ha ambientato la novella di Chichibio e della gru nella palude che insisteva dove ora c’è il quartiere di Campo di Marte. Mi domando quanti dei miei concittadini abbiano presente il fatto di abitare in una casa costruita strappando quel terreno alle acque palustri e quanti capiscano che senza una adeguata manutenzione i loro beni siano a rischio.

Le bonifiche, quindi, sono servite nel passato come “miniere di suolo”: paludi e lagune sono ecosistemi particolarmente produttivi ma si tratta di aree piuttosto sfavorevoli per l’Umanità: difficile lì dentro muoversi o fare delle attività economiche, a parte caccia e pesca; per non parlare dei rischi sanitari connessi (in primo luogo la malaria). Quindi sono state trasformate in aree più confacenti alle necessità umane, in primo luogo quelle alimentari e sanitarie. Però, ripeto, si tratta di "conquiste" di aree che sono sempre soggette al rischio di essere allagate e quindi oltre ad una corretta manutenzione delle opere che permettono al territorio di non allagarsi, nei territori stessi è necessario che popolazione, autorità e classe dirigente in generale siano consapevoli di dover mitigare il più possibile i rischi legati alle piene e alle alluvioni. Ad esempio si dovrebbero evitare il più possibile insediamenti nelle zone più esposte o operando in tali zone modo da essere più sicuri (ad esempio: evitare gli appartamenti ai piani terreni o, peggio ancora, l'uso di seminterrati. Dove non si può fare altrimenti, va seguito l'esempio di Aulla: visto il grave errore di averlo costruito in zona idraulicamente troppo pericolosa, il quartiere Matteotti è stato cancellato e gli abitanti trasferiti altrove.

Per l’uso agricolo del suolo le alluvioni sui terreni bonificati erano persino benedette, in quanto spargevano sui campi un provvidenziale strato di limo fertile, ma dalla seconda metà del XIX secolo sono aumentate le esigenze di aree edificabili a scopo residenziale ed industriale, che sono state impiantate nelle aree bonificate in quanto pianeggianti, con un ritmo sempre crescente fino alla fine del XX secolo.
I dati di ISPRA [1] a proposito di Toscana ed Emilia – Romagna sono disarmanti: il 30% delle unità locali di aziende nella prima e il 60% nella seconda sono poste in aree a rischio idraulico e come dimostra la raffineria a Stagno le conseguenze di un evento alluvionale oltre che economiche possono avere pesanti ricadute ambientali per la dispersione delle sostanze inquinanti presenti nelle industrie,
Però mi chiedo se oggi siamo davanti a irresponsabilitò (cioè a non considerare un problema conosciuto) o semplice ignoranza del problema stesso: non può stupire un “addetto ai lavori” che con 250 milimetri di pioggia in poche ore si sia allagata una zona come quella della periferia settentrionale di Livorno, impostata su una laguna bonificata (e quindi a livello del mare), e significativamente contenente toponimi come “Stagno”, “Faldo” (che fa trapelare la presenza di una duna o un rialzo, forse dovuto all’attività del fiume Tora) o “Guasticce” (area guastata dalle acque palustri). Ma la stragrande maggioranza della popolazione non è stata messa in grado di rendersene conto.  

Canali di bonifica nella campagna olandese
Il problema quindi è che senza una corretta manutenzione delle opere di bonifica il rischio idraulico è destinato ad aumentare, essenzialmente per tre motivi:
  • il continuo aumento dell’uso del suolo in zone a rischio
  • una maggiore frequenza dei fenomeni estremi a causa dei cambiamenti climatici
  • nel XX secolo l’espansione degli insediamenti in zone a rischio ha semplicemente eliminato una buona parte del reticolo di canali atto a far funzionare le bonifiche

Mi soffermo un attimo su questo terzo aspetto: per funzionare le bonifiche hanno bisogno di un reticolo di canali che viene appositamente creato, visibile in questa immagine della campagna olandese. In occasione del 50esimo delle alluvioni del 1966 invece ho esplicitamente parlato delle distruzione del reticolo delle bonifiche lorenesi. Lo vediamo nella carta qui sotto, dove le zone urbanizzate fra la periferia occidentale di Firenze e Prato sono caratterizzate da una densità molto minore di questo reticolo. Che i canali di bonifica siano stati sostituiti da una corrispondente densità di strutture interrate è solo una pia illusione. In assenza di questi canali le acque piovane, anziché stoccarsi in parte in queste canalizzazioni, si scaricano tutte e più velocemente nel corso d’acqua principale, anticipando e aumentando così la portata in caso di piena.  

Nei cerchi sono indicate le aree urbanizzate tra la periferia di Firenze e Prato
Si nota che le urbanizzazioni dopo il secondo dopoguerra hanno fatto tabula rasa del reticolo delle bonifiche 

Fonte: autorità di bacino dell'Arno

Nella foto pubblicata da Massimo della Schiava
si vede una delle casse di espansione del Rio Maggiore
il cui funzionamento è stato provvidenziale
I RISCHI DEI RII CHE SCENDONO DAI MONTI. Quanto al secondo epicentro del disastro livornese, e cioè i piccoli rii che scendono dai monti che dominano la parte meridionale della città, le valli a ridosso dei monti sono sempre state soggette ad eventi importanti. Genova e la Liguria tutta, come le pendici delle Alpi Apuane e i monti livornesi, hanno in più la pericolosa caratteristica di essere  alture importanti prospicienti il mare e quindi più prone ad eventi estremi come le celle temporalesche autorigeneranti; lo dimostrano gli eventi degli ultimi 20 anni, dall’alluvione dell’alta Versilia del 1996 in poi. I genovesi fino ad oltre la metà del XIX secolo si sono guardati bene da abitare la valle del Bisagno (dove nel medioevo vi fu persino impiantato un lazzaretto!) a causa delle note intemperanze del fiume e i nuclei urbani principali si erano formati sulle scomodissime colline che la circondano, lasciando sul fondovalle del Bisagno solo qualche borghetto minore (ne ho parlato qui). Altro esempio è Varese Ligure: come mai il nucleo del paese è un po' più in alto della piana e il ponte è molto alto rispetto al livello normale del fiume? Semplice, per le possibili piene del torrente, del tutto simili a quelle che si sono verificate a Livorno domenica scorsa. Il ponte moderno, su cui è scattata l’immagine presa da Google Maps, denota che non altrettanta attenzione sia stata posta nella costruzione del ponte più moderno.

CREARE CONSAPEVOLEZZA SUI RISCHI GEO – IDROLOGICI. Quindi le conclusioni principali che possiamo fare sono le seguenti: 
  • non si può continuare a sigillare nuovi territori (come invece purtroppo si continua a fare e nonostante che esistano territori sigillati attualmente abbandonati)
  • tantomeno è possibile tollerare colpi di spugna sull'uso del territorio come quello contenuto nel decreto Falanga
  • i territori che sono stati bonificati, sostituendo le paludi e le lagune con pianure occupate a scopo agricolo, industriale o abitativo, per continuare ad esistere ed essere protetti da alluvioni e da un nuovo impaludamento hanno bisogno di interventi continui
  • per la sicurezza idraulica è necessario ripristinare il reticolo delle canalizzazioni nelle zone in cui è stato con estrema disinvoltura eliminato. 
  • le risorse finanziarie vanno per forza trovate e questi interventi eseguiti. Perchè la prevenzione evita vittime e costa meno. Già con #Italiasicura qualcosa è stato fatto

Il ponte vecchio di Vezzano Ligure e quello nuovo: quale sarà il meno impattante in caso di piena? Da Google Maps


Immagine ottenuta grazie al motore di ricerca semantico
sempre attivo, ideato, brevettato e realizzato dai ricercatori
del gruppo di Geologia Applicata del dipartimento di
Scienze della Terra dell'Università di Firenze, descritto in [2]
Però occorre rendere consapevole la popolazione di tutto ciò. È ovvio che dietro questa mancata informazione ci siano diversi aspetti, in particolare la scarsa educazione scientifica dell’italiano medio e gli interessi a non far sapere agli eventuali acquirenti del rischio connesso ad un immobile.
Ripeto ancora che questa generale "non conoscenza" del problema ha una conseguenza politica importante: costruire un ponte o un centro commerciale e persino finanziare una sagra paesana “fanno immagine”. Sistemare un fiume o un versante no, perché in ben pochi si renderebbero conto di aver evitato una alluvione o una frana grazie a dei lavori, lavori che per di più molto facilmente si renderanno utili parecchie legislature dopo (ma – al contrario – i cittadini si accorgono tutto in una volta che avrebbero dovuto essere fatti dei lavori quando il problema lo subiscono).
A Livorno, ad esempio, le casse di espansione sul Rio Maggiore hanno funzionato benissimo nonostante i dubbi sulla adeguatezza del tratto tombinato finale e l’eccezionalità dell’evento: non oso pensare al disastro che sarebbe successo senza queste opere e solo lo sfondamento di una paratia ha provocato un forte allagamento. Spero che i Livornesi se ne rendano conto, in particolare quelli che grazie a questi lavori “l’hanno scampata”. 
Ma a monte delle casse e sui bacini degli altri torrenti su cui non sono stati eseguiti interventi il disastro si è trattato della classica “catastrofe geo-logica” (perché dalla stringente logica geologica - definizione di Nicola Casagli). 

Come se ne esce? Con l’educazione al rischio: occorre aumentare la percezione del rischio alla popolazioni in modo di da far adottare ai cittadini comportamenti adeguati di autodifesa. Si tratta di abbattere quella mentalità deleteria che pretende di delegare totalmente allo Stato la propria sicurezza, come se la protezione civile fosse un servizio esterno alla loro vita quotidiana, una sicurezza da fruire senza partecipare e magari senza rinunciare a nulla dei propri comportamenti nei momenti di allarme.

Le mie proposte quindi sono:
  • affiggere dappertutto nelle scuole, negli altri edifici pubblici, nei luoghi di culto, nei circoli e nei centri commerciali le carte in tema geo – idrologico (basta con il chiamarlo idrogeologico, non è un problema di falde acquifere…), corredate dalla differenza fra "rischio" e "pericolosità" e di note su "elementari norme di comportamento"
  • proporre una “certificazione geo – idrologica di un immobile come quella energetica
  • differenziare in qualche modo l’imposizione fiscale sugli immobili in modo da penalizzarli in proporzione al rischio geo - idrologico
  • riguardare un po' (un po' tanto..) la questione della Protezione Civile. Di questo però parlerò in uno specifico post

[1] ISPRA 2015: il consumo del suolo in Italia
[2] Battistini et al (2013) Web data mining for automatic inventory of geohazards at national scale Applied Geography 43, 147-158


lunedì 11 settembre 2017

Il disastro di Livorno del 10 settembre 2017: come è avvenuto e la questione del colore degli allarmi


Nonostante sia piuttosto giovane per essere una città italiana (ho parlato qui della sua fondazione, essenzialmente dovuta all’interramento del porto pisano), Livorno è una città molto particolare per il carattere dei suoi abitanti, a tal punto che secondo me “Livorno più che una città è uno stato dell’essere”. Non è esteticamente “il massimo” ma ne sono innamorato, a tal punto che quando vado a Pisa il caffè lo prendo “al vetro” e cioè “alla livornese”, in un apposito bicchierino in vetro. Inoltre mi è molto cara per vasi motivi: mia moglie è nata lì, per motivi di lavoro ci sono andato settimanalmente per anni, ci ho vissuto nei mesi in cui studiavo per la tesi di laurea e vado al mare nelle sue vicinanze. Conosco parecchia gente di lì e vedere quello che è successo mi rattrista parecchio, più che in altri luoghi. Voglio parlare di quello che è successo con una postilla sulla questione del colore dell’allarme: come per il caso Ischia, qui si perde tempo in questioni formali e non in questioni sostanziali, considerando – comunque – che i regolamenti regionali impongono certe azioni anche in caso di codice arancione.

L'interporto di Guasticce a NE di livorno: in alto a sinistra la piana costiera,
a destra la piana che va vero Empoli e Lucca e monti pisani sullo sfondo
Il territorio del comune di Livorno e delle zone adiacenti è posto al limite meridionale di una piana costiera che dalla foce del Magra arriva ai monti Livornesi e che nel pisano si fonde con quella del Valdarno inferiore, a sua volta collegata con quella della lucchesia. In buona sostanza si tratta di complesso di piane coalescenti che formano insieme una delle pianure più vaste dell’italia peninsulare, oggi, bonificata, dedita all’agricoltura e all’industria, un tempo occupata da una distesa di laghi, paludi e lagune i cui limiti sono Sarzana, Livorno. Lucca, Montecatini ed Empoli con in mezzo il promontorio dei monti pisani che la divide nei vari settori. Delle lagune restano importanti tracce proprio fra Pisa e Livorno in forma di dune che formano delle piccole alture.

Livorno, essendo esattamente al limite meridionale della piana ha quindi un territorio piuttosto variegato. 
La zona settentrionale è ancora ben dentro la piana costiera e confina al Calambrone con il territorio comunale di Pisa, da cui è separato dal canale scolmatore dell’Arno proveniente da Pontedera; alle sue spalle si estende, fra Stagno e Guasticce, buona parte del territorio di Collesalvetti. Notare il toponimo “Stagno”, che potrebbe suggerire qualcosa: si tratta di una zona praticamente al livello del mare se non al di sotto e che ancora oggi ritorna spesso allo stadio lagunare, al punto che non di rado viene chiusa per allagamenti la strada statale 67 bis, che dall’Aurelia a Calambrone porta verso Pontedera, prima della costruzione negli anni ‘90 della “stada di grande comunicazione Firenze – Pisa – Livorno” la principale strada di collegamento fra Livorno e l’entroterra). Nella zona è stato costruito l’interporto di Guasticce, opera fondamentale dal punto di vista delle infrastrutture al servizio del porto, la cui area con una certa saggezza è stata rialzata per evitare guai.
A est tra i Monti Livornesi e la città si estende una zona ondulata in cui si trovano aziende agricole e insediamenti produttivi.
Nella parte sud i monti arrivano al mare e inizia la celebre costa a scogli di Quercianella e Castiglioncello, che arriva fino a Rosignano, dove riprende la costa bassa.
Oltre alla “solita” sommersione di Stagno, i maggiori problemi stavolta si sono verificati appunto zona meridionale, dove nella sottile e molto urbanizzata striscia di terra fra la collina e il mare si trovano alcuni rii che convogliano in mare l’acqua che piove sulle alture prospicienti: i rii Maggiore, Ardenza, Felciaio e Banditelle (il quale prima di sfociare in mare riceve lo Stringaio). Tutti questi corsi d’acqua sono usciti dagli argini, facendo danni localmente ingenti. Il Rio Maggiore proviene dalla valle più grande dei monti livornesi, la Valle Benedetta, dove c’è un pluviometro del servizio idrografico regionale.

I dati dei pluviometri di Valle Benedetta e di Bocca d'Arno tra sabato 8 e domenica 9 settembre


L’EVENTO. Sabato 9 settembre la sala operativa della Protezione civile regionale ha emesso un avviso di criticità arancione per tutta la Toscana, codice arancione, a partire dalla mezzanotte dfino alle 24 di domenica 10 settembre, in quanto erano attesi forti precipitazioni e temporali, con possibili rischi di carattere idraulico sui corsi d'acqua maggiori e idraulico e idrogeologico sul reticolo minore, avvertendo che le precipitazioni potranno risultare localmente molto intense e persistenti
Domenica mattina quando mi sono svegliato ho immediatamente controllato i dati del Centro Funzionale Regionale Toscano e mi si è presentata questa carta, dove i pluviometri di Valle Benedetta e Bocca d’Arno (i cui grafici ho evidenziato qui sopra) segnalavano una precipitazione superiore ai 200 mm nelle 24 ore. 
Esaminando poi con precisione i dati di Valle Benedetta (indicati in ora solare) si vede che è iniziato a piovere alle 1.30 solari (2.30 legali) e che entro le 4.00 (le 5.00 legali) sono venuti giù 230 mm di pioggia. Poi la precipitazione si è attenuata, anche se sono caduti ulteriori 30 mm nella mezz’ora successiva.
A Bocca d’Arno, una ventina di km a NNW di Valle Benedetta, la pioggia è stata di entità simile ma è iniziata prima, alle 19.15 solari (le 20.15 legali) del 9 settembre ed è durata intensamente fino alle 0.30 del mattino seguente (le 1.30 legali) ed è durata 4 ore anziché 2, concludendosi prima dell’inizio del diluvio di Valle Benedetta.

Un livello di precipitazioni simile non poteva non avere conseguenze. E infatti secondo le notizie della stampa Ardenza, Felciaio e Stringaio sono usciti dagli argini alle 4.30. Sempre la stampa riporta che la piena del Rio Maggiore sia stata registrata un’ora dopo e questo ha una logica idraulica chiarissima: il suo bacino è molto più grande e quindi le conseguenze della pioggia si riflettono più tardi sul corso d’acqua. L’alveo ha retto nella prima parte del percorso finale fra la fine delle colline e il mare, grazie alle opere di regimazione (in particolare le casse di espansione, visibili in questa carta). Però ha iniziato a tracimare dall’intersezione con l’Aurelia.
Il vulnus è che negli ultimi 500 metri circa il Rio Maggiore è stato tombinato. Si tratta di un lavoro recente, concluso nel 1986 e che fu eseguito non per i soliti motivi (e cioè eliminare un corso d’acqua per fare spazio) ma perché esondava spesso, in particolare colpendo un cimitero posto sulle sue rive.
Contrariamente però a quanto si poteva pensare, dalle notizie che mi sono arrivate il problema non si è verificato nella zona dove inizia la tombinatura, ma da un punto intermedio: la pressione dell’acqua avrebbe fatto saltare un tombino proprio in vicinanza della villa Liberty dove si sono registrate le 4 vittime annegate in un appartamento, appartamento che non era come qualcuno sostiene un seminterrato, ma il piano inferiore. EDIT: non era un tombino, ma un portellone di entrata per la manutenzione, grande a sufficienza per far entrare un piccolo escavatore (comunicazione personale di Massimo Della Schiava). 
Purtroppo questa palazzina si trova in una zona più bassa rispetto alle strade che la circondano e ciò comporta due conseguenze:
  • l’acqua non vi è semplicemente transitata ma vi si è fermata, ristagnandoci
  • il piano terreno si è comportato esattamente come in altre condizioni si comporterebbe un seminterrato

La questione è, quindi, capire come mai l’acqua è fuoriuscita da questa apertura. Le possibilità sono:
  • la galleria a valle era ostruita e in questo caso sarebbe fondamentale capire se l’ostacolo incontrato dalla corrente sia il risultato di una mancata manutenzione che ha lasciato all’interno cose che non dovevano esserci oppure sia stato provocato da materiale traportato da questa ultima piena
  • a valle del tombino per qualche motivo il flusso ha incontrato dei problemi idrodinamici, che lo hanno bloccato


DOPO I FATTI, LE POLEMICHE: LA QUESTIONE DEL LIVELLO DI ALLARME. Come ho sottolineato parlando dei Piani di Protezione Civile, i presupposti fondamentali da cui bisogna partire sono:
  • che la diramazione di una allerta meteo spetta alla Protezione civile regionale
  • che nel suo comune il Sindaco è la massima autorità di protezione civile
  • che ovviamente il Sindaco ha bisogno di un input da parte della Protezione civile regionale per attivare tutto quello che prevede il piano comunale di protezione civile (ma ha anche l’autorità di decidere autonomamente un innalzamento del livello di allarme)

Qui purtroppo si entra, teoricamente, in una questione tipicamente politica in quanto, alla fine, si tratta di screzi (chiamiamoli così) fra due formazioni politiche diverse che governano una la Regione e una il comune di Livorno: una questione sulla quale, quindi, devo muovermi su binari di estrema oggettività non potendo parteggiare per principio per qualcuno.

La polemica da parte del sindaco di Livorno verte sul fatto che non ha avvisato la cittadinanza essendo una allerta arancione. È vero: la sera del 9 sul sito del comune di Livorno non si faceva accenno alla allerta meteo in corso. 
Se però andiamo a vedere quello che dice la Regione Toscana le cose cambiano e non poco. I colori delle emergenze sono stati giustamente unificati per tutta Italia (prima ciascuna regione faceva da se, con una situazione di caos totale fra colori, numeri e sigle). Ciascuna Regione poi ha, comunque, le sue metodiche.
In Toscana quando si profila una allerta meteo, la notizia viene pubblicata da “Toscana Notizie, l’agenzia di stampa regionale. Chiunque può chiedere di ricevere queste notizie via mail appena pubblicate (le ricevo anche io) e i Comuni  le ricevono tutti. 
Questa è la tabella delle allerte. 
Ora, si può disquisire dottamente sul fatto che quello che è successo sia da codice arancione o da codice rosso. Di fatto gli effetti dal punto di vista del danno maggiore (e di cui si parla) sono stati limitati alla fascia di esondazione di alcuni torrenti nella parte sud della città, e dell'allagamento di un'area industriale a nord, mentre per il resto della Regione è successo poco o nulla e quindi mi si permetta di esprimere una opinione e cioè che “arancione” era il colore giusto.
Però, guardando il regolamento, la discussione sul colore assume i connotati di una disputa di lana caprina in quanto, di fatto nella Regione Toscana la procedura differisce poco fra il livello di criticità arancione e quello rosso e funziona così:
  • sia a livello arancione che rosso la pubblicazione dell’allerta su “Toscana Notizie”  assume valenza di "Avviso di Criticità": viene adottato dal Sistema Regionale di Protezione Civile come "Stato di Allerta Regionale", e diramato a tutti i soggetti che fanno parte del sistema di protezione civile regionale: Province, Comuni, Prefetture, strutture operative, volontariato, gestori dei servizi e della viabilità al fine di rendere questi soggetti pronti a fronteggiare l'evento ed adottare misure di preparazione e prevenzione se possibili
  • eventualmente queste azioni possono essere diversificate per i due livelli in base ai piani di Protezione Civile dei singoli comuni. 
  • in ogni caso anche il codice arancione prevede l’attivazione di una serie di procedure che servono per garantire un presidio tecnico a supporto del sindaco (che, ripeto è la massima autorità di protezione civile del suo territorio). Questo presidio tecnico deve sorvegliare l’evolversi dell’evento in modo da poter valutare la necessità di azioni di “ prevenzione e contrasto” e, ovviamente, di organizzarle
  • dell'emissione dello stato di allerta è data massima diffusione anche tramite comunicati stampa, diramati attraverso i diversi canali possibili (tv, radio, web, social networks)

Ad esempio nella vicina Pisa la popolazione è stata avvisata e sono state adottate le azioni previste da parte della Protezione civile, con dislocazione di uomini e mezzi nelle aree maggiormente a rischio.
In particolare, nella deliberazione 7 aprile 2015, n. 395 della Giunta Regionale Toscana “Approvazione aggiornamento delle disposizioni regionali in attuazione dell’art. 3 bis della Legge 225/1992 e della Direttiva del Presidente del Consiglio dei Ministri del 27.02.2004 “Sistema di Allertamento Regionale e Centro Funzionale Regionale”, a proposito di “allerta arancione” viene esplicitamente specificato fra le altre cose che durante questa fase il Comune debba svolgere obbligatoriamente una numerosa serie di operazioni fra le quali sono espressamente citate la “messa in sicurezza o l’interdizione preventiva di determinate aree” e, fatto che riguarda in particolare questa ultima vicenda, “analizzare lo stato del reticolo idraulico minore e di drenaggio urbano”.

La domanda è: a Livorno cosa hanno fatto? si sono allarmati? se sì, nessuno sorvegliava? Il problema che mi pongo, quindi, è se qualcuno in comune sia stato allertato e si sia reso conto di questi fatti:
  • che a Marina di Pisa fosse appena avvenuto un “evento pluviometrico importante”
  • che un evento del genere fosse in corso successivamente nel territorio comunale  
  • che la zona di Stagno fosse finita sott'acqua 
  • che la ferrovia Pisa - Roma fosse interrotta perchè dalle 3.00 circa la stazione di Livorno Centrale era completamente allagata
  • che (sempre se quanto apparso sulla stampa), alle 4.30 Ardenza, Felciaio e Stringaio fossero usciti dagli argini in maniera violenta: questo è un particolare importante, in quanto l’esondazione di questi rii avrebbe dovuto essere ritenuta un presagio per la esondazione del Rio Maggiore, il quale, avendo appunto un bacino di dimensioni molto maggiori degli altri tre, avrebbe dovuto registrarne l’inizio con un certo ritardo rispetto a quelle dei fossi minori

Poi.. è mai possibile che nessuno abbia pensato ai rischi connessi alla apertura di ispezione della tombinatura del Rio Maggiore? 
C’è poi un’altra questione: la stessa deliberazione citata, consente ai comuni o alle province nella fase di evento in corso la facoltà di innalzare il livello dell’allerta (e in questo caso portarlo al rosso)

La zona di Stagno allagata
POLITICA E PREVENZIONE. Siamo sempre lì. 
  • la prevenzione non paga in termini politici, meglio le piccole cose a breve termine in vista delle prossime elezioni, di qualunque colore si parli.  Ed è ovvio: un investimento nella costruzione di un ponte o di un centro commerciale “si vede”; un investimento per la sicurezza non si vede: nessun “cittadino medio” dopo una forte pioggia è in grado di capire che non c’è sttaa una alluvione o una frana grazie alle opere di mitigazione del rischio geo – idrologico. Nel caso specifico: quanti cittadini di Livorno somno a conoscenza che la zona a monte dell’aurelia è stata salvata dalla piena grazie alle casse di espansione?
  • non parliamo poi delle conoscenze generali sulla Protezione Civile: cosa sia, cosa faccia e chi ne fa parte.. 
  • c’è poi la percezione che sia lo Stato a risolvere sempre e comunque i problemi e che il cittadino possa stare lì, tranquillo e beato, a non fare nulla

Ma, alla fine della fiera, il problema è la scarsa preparazione dei sindaci in assetto del territorio e protezione civile. Torniamo indietro di qualche giorno, al 31 agosto: la Protezione Civile Regionale aveva emesso la stessa allerta di sabato 9 settembre. Ero ancora a Rosignano e il commento del mattino dopo fu “allerta meteo una …. : visto, deh, non è successo nulla...”. Ho fatto notare che invece problemi c’erano in alcuni punti ed erano molto seri (ad Arezzo e Follonica). 
Insomma, bisognerebbe che i sindaci ed i cittadini capissero che queste allerta vengono emesse per tutta la Regione in quanto questi fenomeni sono troppo limitati nello spazio per poterli predire con esattezza. Quindi l’allerta arancione per tutto il territorio toscano sta a significare questo avviso: “cari sindaci della Toscana, sappiamo che c’è il fondato rischio che in qualche punto, sia pure limitato, della nostra Regione si verifichino dei fenomeni estremi. Ne segue che ognuno di voi ha una bassissima probabilità che il proprio territorio venga coinvolto, ma a qualcuno di voi (e non è possibile sapere a chi) toccherà di sicuro”.
In mancanza di questa percezione è possibile che qualche sindaco, mai interessato da grandi fenomeni dopo una decina di codici arancioni in tutto il territorio regionale negli ultimi due anni, abbia volontariamente lasciato perdere perchè “tanto come al solito non succederà niente”.
Una leggerezza che in questo caso è toccata al sindaco di Livorno

Una leggerezza dovuta semplicemente al non aver capito le difficoltà del problema e cioè:
  • che le previsioni della quantità di pioggia sono probabilistiche e non deterministiche
  • che è impossibile fare previsioni a livello dettagliato per poter restringere le zone a rischio come qualche sindaco spera

Da ultimo mi chiedo se altri sindaci abbiano agito allo stesso modo. Sperando che, almeno, questa vicenda serva da lezione per questi altri improvvidi (ove esistenti) a cui stavolta “è andata bene”, essendosi comportati come il loro collega labronico. e che questi improvvidi siano sanzionati come si deve.