giovedì 23 giugno 2022

Della siccità: Il vescovo di Milano, le piogge che ci vogliono e la necessità di costruire riserve di acqua per il clima che verrà


Interrompo un attimo la serie dei 3 post su riscaldamento globale, per alcune riflessioni sulla siccità, visto il rumore provocato dall’attivismo in materia del Vescovo di Milano. Qui si parla di Scienza e non intendo entrare nella diatriba in proposito. Però vorrei fare delle riflessioni al volo su che tipo di pioggia ci vuole e su cosa secondo me si dovrebbe fare.

C’È PIOGGIA E PIOGGIA. Si parla di millimetri di pioggia ma non ci si rende conto che ci sono millimetri e millimetri. Mi spiego. Una cosa fondamentale è la distribuzione nel tempo di questi millimetri: se piovono 100 millimetri in 5 giorni a colpi di 20 mm al giorno l’acqua si infiltra nelle falde acquifere e le ricarica. È acqua che “fa bene” (escludendo – egoisticamente parlando – quelli come me che non girano con uno scooter ma con una moto non dotata di parabrezza…). Se piovono 100 mm in poche ore quest’acqua fa malissimo (a tutti, non solo a chi gira in moto). Non solo non va in falda, ma provoca in genere disagi come piene, allagamenti o addirittura alluvioni.
Quindi se vogliamo della pioggia che funzioni, i temporali estivi non fanno al caso nostro… insomma, i 50 mm di un temporale, magari già che ci siamo accompagnato da una grandinata (per non farsi mancare nulla) non servono assolutamente a niente; anzi, se i tombini lungo le strade non sono a posto la situazione rischia di diventare problematica. Ci vorrebbe quindi una serie di “sane” perturbazioni atlantiche con un po' di pioggerella continua per un paio di settimane. D’accordo, triste vista la stagione e i conseguenti propositi dell’italiano medio, ma come diceva un vecchio toscano non si può volere l’uovo, la gallina e il culo caldo. Purtroppo adesso le perturbazioni atlantiche adesso se ne stanno a nord e non vengono da queste parti ( e manco sono venute l’autunno scorso).

L’ATLANTICO, L'OSCILLAZIONE DELL'ATLANTICO SETTENTRIONALE E IL PASSATO E IL FUTURO DEL CLIMA IN EUROPA. L'indice che più domina ed influenza il clima europeo è la NAO (North Atlantic Oscillation), un coefficiente definito nel 1997 in base alla differenza fra la pressione normalizzata a Gibilterra e a Stykkisholmur in Islanda Jones et al (1997). La NAO segue un ciclo di durata simile a quello solare, anche se come nel caso dei movimenti annuali dell’anticiclone delle Azzorre, la risposta della NAO ai cicli solari è leggermente sfalsata (Scaife et al, 2013). 
In buona sostanza, con una NAO positiva si rafforzano sia l'anticiclone delle Azzorre che le depressioni islandesi. Dico “le depressioni” perché mentre l’anticiclone delle Azzorre è statico ed è sempre lo stesso, nell’Atlantico settentrionale le depressioni si formano di continuo e si muovono più o meno velocemente verso est (o sudest), susseguendosi nel tempo e abbiamo “sempre” UNA depressione dell’Islanda ma non è mai la stessa. Quindi più la NAO è alta, più le perturbazioni stanno verso nord e quindi il clima è più umido e più caldo del normale sul nord Europa e più secco e più fresco nell’area mediterranea. Al contrario una NAO debole porta precipitazioni inferiori alla media e clima più secco nell’Europa Settentrionale, mentre aumenta le piogge in Europa meridionale, ad esempio in pianura padana (Zanchettin et al, 2008), in Calabria (Ferrari et al, 2013) e anche nella penisola iberica, dove per esempio è in stretta correlazione con il numero di frane che si verificano in Portogallo in un'area vicino a Lisbona (Zezere et al, 2005)
Una NAO positiva è indubbiamente una relazione al caldo di una maggiore radiazione solare perché maggiore è il riscaldamento equatoriale, maggiori sono gli scambi termici con l’Artico e quindi si capisce perché i massimi della NAO si verificano dopo i massimi solari e i minimi si verificano dopo i minimi solari. Ma siccome è una questione di calore e non solo di attività del Sole, il riscaldamento globale sta portando la NAO sempre su posizioni tipiche dei massimi solari. E ciò non è per niente bello per il Mediterraneo.

Alluvioni per secolo e per mese da Morozzi (1762),
aggiornato con le sole 2 esondazioni avvenuto dopo il 1762
NAO E ALLUVIONI, IN PARTICOLARE A FIRENZE.
È un fatto che in Italia negli ultimi decenni le alluvioni sono avvenute in genere ai minimi solari o quando i massimi erano deboli. E la NAO spiega bene il perché. Ma ora prendiamo la storia delle alluvioni di Firenze, in particolare la lista di Morozzi, 1762, che a dispetto dell’antichità dello scritto fornisce un quadro esauriente della situazione, visto che da allora ce ne sono state appena due (1844 e 1966). Morozzi inizia l’elenco con il 1177 (che non è la prima alluvione come pensa chi ha letto solo l’elenco senza leggere i capitoli precedenti, ma l'Autore espone le sue ragioni per escludere gli eventi precedenti). Evento piuttosto grave, ma bisogna aspettare il 1269, quindi 92 anni dopo per averne una seconda. Poi, da quel momento, ne segnala altre 53 in meno di 500 anni, l’ultima un anno prima della pubblicazione del libro, nel 1761. La frequenza media è una ogni meno di 10 anni. Poi, dopo il 1762, appunto, due soli eventi (e tosti).

Sulla fine della alluvioni a Firenze (a valle sono comunque proseguite ma è un’altra storia) ci sono diverse ipotesi: sistemazioni idrauliche in città, bonifiche a monte, il rimboschimento che diminuisce la velocità di deflusso ma soprattutto si nota che la frequenza media decennale comincia alla fine del XIII secolo e finisce a metà del XVIII secolo. Queste date bene o male si adattano bene alla Piccola Era Glaciale. Per cui mi viene l’idea che durante questo periodo freddo a causa del Sole leggermente più debole la NAO fosse soprattutto negativa e guidasse maggiormente le piogge nel Mediterraneo rispetto al Nord Europa. Poi passato il fresco, con il riscaldamento la NAO ha mediamente aumentato il suo valore e dalle nostre parti è piovuto poco.
E ora, se questo ragionamento è giusto, con il trend di riscaldamento in atto il valore della NAO sarà mediamente più alto e quindi dalle nostre parti pioverà molto meno di adesso, mentre nel Nord Europa al contrario pioverà di più. E questo quadro è confermato dalla agenzia Europea per l'ambiente nell'immagine qui sotto. Una traccia di questo potrebbe già esserci: il fatto che da qualche decennio più che alluvioni dovute a piogge continue che durano diversi giorni in interi grandi bacini idrografici, quasi tutte le alluvioni oggi avvengono in bacini ristretti con piogge intense ma di breve durata (pensiamo al Tanaro che ha fatto 3 piene duecentennali in 25 anni...). In più con inverni caldi e poco piovosi in montagna ci sarà poca neve e quindi poca acqua in estate nei fiumi.

variazioni in percentuale della piovosità previste
dalla Agenzia Europea per l'Ambiente
COSA FARE PER RIMEDIARE? COSTRUIRE (E MANTENERE) BACINI ARTIFICIALI. Innanzitutto sfatiamo una leggenda: piaccia o non piaccia fino ad adesso piove più in Italia che a Londra, solo che in Inghilterra piove poco per volta ma tutto l’anno, mentre da noi piove soprattutto in autunno, meno in primavera, poco in inverno e pochissimo d’estate, quando fa parecchio caldo. E con questo trend si rischia di fare magari gli stessi millimetri di pioggia ma in meno giorni.
Come ha detto Erasmo d’Angelis la siccità si vince preparandosi alla stagione secca quando piove. In che modo? Costruendo bacini artificiali che trattengano le acque delle precipitazioni violente in modo da creare serbatoi (toh, lo propose la commissione De Marche dopo le alluvioni del 1966…). 
Notiamo anche che a questo modo si prenderebbero due piccioni con una fava: 
  1. si creerebbero riserve sfruttando le acque delle piogge che non vanno in falda 
  2. e queste acque anziché fare danni (o facendone meno) sarebbero utili anziché costituire soltanto un pericolo
Ricordo comunque che questi bacini dopo la loro realizzazione andrebbero mantenuti per evitare che si riempiano di sedimenti.
E soprattutto ricordo che abbiamo un esempio positivo al proposito: l'invaso di Bilancino, che magari per le piene servirà a ben poco ma per le magre è una ottima soluzione

BIBLIOGRAFIA

Ferrari et al (2013) Influence of the North Atlantic Oscillation on winter rainfall in Calabria (southern Italy) Theor Appl Climatol 114:479–494

Jones et al (1997) Extension to the North Atlantic Oscillation using instrumental pressure observations from Gibraltar and south-west Iceland. Int. J. Climatol., 17, 1433–1450 

Morozzi (1762) Dello stato antico e moderno del fiume Arno e delle cause delle sue inondazioni – ragionamento istorico mattematico – prima parte. Stamperia Stecchi – Firenze pag.1-85

Scaife et al (2013) A mechanism for lagged North Atlantic climate response to solar variability. Geophysical Research Letters 40, 434–439

Zanchettin et al (2008) Impact of variations in solar activity on hydrological decadal patterns in northern Italy. Journal of Geophysical Research, vol. 113, D12102,

Zezere et al (2005) Shallow and deep landslides induced by rainfall in the Lisbon region (Portugal): assessment of relationships with the North Atlantic Oscillation. Natural Hazards and Earth System Sciences, 5, 331–344, 2005


venerdì 17 giugno 2022

il punto di vista di un geologo nei dialoghi sul riscaldamento globale: 1. premessa


la differenza di temperatura nel Mediterrano centrale tra 2021 e 2022.
È solo una delle tante anomalie termiche che vediamo negli ultimi anni
Quello sulla presenza o no del riscaldamento globale dovrebbe essere un “non dibattito”, tante sono le prove che lo dimostrano, a partire dall’aumento delle temperature e dei periodi siccitosi su tutto il pianeta. Chi si oppone lo fa con argomenti inconsistenti e come dice il mio amico Matteo Miluzio, mettere a confronto un climatologo con un negazionista è come fare un confronto fra un astronomo e un terrapiattista. A sentire i media il dibattito pare ancora aperto, mentre il mondo scientifico è praticamente unanime, il che conoscendo le polemiche e le divergenze che lo attraversano in ogni campo, dovrebbe far pensare qualcosa. È unanime a parte pochi personaggi, in genere privi di competenze in fatto di climatologia e paleoclimatologia, e di questo ne ne ho avuto dimostrazione quando ho sentito parlare uno dei 500 firmatari di una famosa lettera di climascettici: è evidente che parla di cose di cui non ha contezza, prendendo diagrammi elaborati in modo assurdo o – alla fine – prendendo per i fondelli chi sostiene quanto è ormai acclarato. Noto pure che spesso i climascettici non hanno un pensiero fisso, passando agilmente da “non è vero che c’è il riscaldamento” a “nel medioevo faceva più caldo” (e questo senza capirne i motivi) fino a “si, c’è il riscaldamento ma non è colpa dell’umanità”. Allora, questo è il primo di una serie di 3 post sul riscaldamento globale e i climascettici. 

Allo scopo ho in parte ripreso e rielaborato alcune cose di qualche tempo fa e ho diviso il tutto per comodità in 3 parti:
  1. il primo post (questo) introduce la questione
  2. il secondo (ancora da pubblicare) contiene delle risposte che ho dato ad un climascettico 
  3. il terzo (ancora da pubblicare) contiene delle domande che io pongo ai climascettici (le ho già poste in varie sedi ma quando le ho poste i climascettici si sono eclissati improvvisamente dalla discussione in vario modo 
Il primo lavoro scientifico sul CO2 come gas-serra che ho trovato è quello di Arrhenius (1896). Cioè, non è una novità di questi giorni… ad esempio negli anni ‘70 del XX secolo il dibattito sul tema era importante negli USA.

I PROBLEMI (SPESSO NON RICONOSCIUTI) NEL “DIBATTITO CHE NON CI DOVREBBE ESSERE”. Ci sono diversi pregiudizi e difetti di conoscenza che risultano in importanti problemi nella mancata comprensione della situazione climatica 
Il primo problema nel dibattito sul riscaldamento globale è che che se uno vuole trovare prove che il riscaldamento in atto sia di origine antropica le trova. Ma anche chi sostiene che questi cambiamenti siano naturali le trova. Insomma, la prima ipotesi non esclude la seconda e viceversa, ma il manicheismo spesso serve per demolire l’ipotesi “degli altri” più che per privilegiare la propria (ne ho parlato qui). E invece al riscaldamento in atto concorrono:
  • cause naturali: in tempi brevi un aumento dell’attività solare evidente dalla fine del XVIII secolo e che si riflette sulla presenza di una fase più calda, come lo sono state il periodo caldo romano o l’optimum climatico medievale, intervallate da fasi più fredde come quella dei secoli bui e la piccola era glaciale, in tempi intermedi le forzanti orbitali e in tempi lunghi le modifiche alla distribuzione di continenti e oceani 
  • cause antropiche: banalmente, le emissioni di gas serra e l’uso del suolo). 
Quale sia la percentuale di una o dell'altra esula dagli scopi di questo post, anche se mi pare chiaro che la seconda sia decisamente prevalente e non di poco, basta vedere come geologo il passato del nostro pianeta. Resta il fatto che non ne parla nessuno o quasi.

Il secondo problema è che fondamentalmente è difficile pensare al riscaldamento globale senza avere prima delle cognizioni scientifiche in materia ma soprattutto è difficile farlo quando “per principio” non si vuole ammetterlo, pensando ad un complotto degli scienziati (a che pro, poi..). Ci sono poi condizionamenti di vario tipo, da quelli di coloro che lavorano nei combustibili fossili a quello politico: per esempio ci sono più convinti e meno scettici a sinistra che a destra e a destra lo scettticismo arriva praticamente al 100% fra gli ultraliberisti.

Il terzo problema è la confusione fra meteorologia e climatologia, talvolta volontaria, talvolta involontaria

Poi c’è un fatto divertente: tutte le volte che le temperature scendono di un mezzo grado sotto la media i climascettici si espongono urlando dai loro megafoni contro il cosiddetto complotto degli scienziati o dei produttori di pannelli solari (per me il solare non risolve quasi niente ma vabbè..). Questo succede spesso in concomitanza con le punte di freddo in Europa e Nord America, in realtà in genere dovute proprio al riscaldamento globale che indebolisce il vortice polare ed espelle aria fredda a latitudini più basse. Ma tutte le (tantissime) volte in cui le temperature eccedono di un paio di gradi la media se ne stanno zitti al riparo delle loro cantine.

L’EFFETTO SERRA. In una serra la radiazione solare penetra dal tetto, mentre quella dovute alla temperatura riflessa dal suo pavimento riscaldato dai raggi del sole rimane intrappolata al suo interno perché il tetto, da cui la radiazione incidente è passata, non la fa passare: il calore solare entrato non può uscire. L’effetto-serra è provocato da alcuni gas che si comportano allo stesso modo: fanno filtrare la luce del sole ma bloccano la radiazione in uscita dalla Terra. CO2, CH4, H2O, SO2 (nella troposfera) sono i gas serra “classici”. 

QUALE PUÒ ESSERE IL CONTRIBUTO DELLA GEOLOGIA AL DIBATTITO? I geologi non studiano il clima di oggi, ma quello del passato e si vede chiaramente come le temperature globali siano state pesantemente influenzato dal tenore atmosferico di gas–serra fin dai lontani tempi dell’Archeano. In sostanza bisogna considerare che il tenore di CO2 normalmente diminuisce perchè tra fotosintesi, formazione di rocce carbonatiche, alterazione dei silicati, segregazione nei sedimenti dove si formano i combustibili fossili ed altro il bilancio fra la richiesta di CO2 da parte del sistema – Terra e le emissioni dei vulcani è sempre negativo (ne ho parlato qui). Solo le Large Igneous Provinces (immensi espandimenti di centinaia di migliaia – se non milioni – di km cubi di magmi basaltici) sono in grado di emettere immense quantità di CO2.
Vediamo due casi:

1. IL PARADOSSO DEL SOLE DEBOLE DEL PRECAMBRIANO. L’intensità della radiazione di una stella come il Sole aumenta nel tempo e come evidenziarono Sagan e Mullen (1972), la debole radiazione solare del sole giovane non sarebbe stata in grado di permettere sulla Terra la presenza di oceani liquidi fino a circa 1.5 miliardi di anni fa (ne ho parlato qui). Le soluzioni possono essere queste:
  • il modello dell’evoluzione stellare è sbagliato 
  • non è vero che c’erano oceani liquidi nel passato profondo della Terra 
  • l’atmosfera avea una composizione diversa
Ci possono essere delle cause “minori”, ad esempio un maggiore assorbimento della radiazione solare di una Terra completamente o quasi coperta da oceani (che assorbono il calore di più dei continenti), ma la cosa più importante è che tutti gli indizi vanno verso la terza soluzione: l’atmosfera primitiva era preda di un forte effetto-serra essendo composta come quelle attuali di Venere e Marte quasi esclusivamente da CO2, mentre il chimismo riducente permetteva al metano (un gas-serra molto potente) prodotto dagli archeobatteri di rimanere a lungo in atmosfera.
Al Grande Evento Ossidativo di 2.5 miliardi di anni fa (ne ho parlato qui) diminuì il CO2 atmosferico e, a causa del passaggio da condizioni riducenti a condizioni ossidanti, scomparve il metano. Risultato: 300 milioni di anni di glaciazione globale fino a quando delle emissioni di CO2 riportarono nuovamente l’effetto-serra a valori in grado di sciogliere i ghiacci 

Tenore atmosferico di CO2 negli ultimi 400 milioni di anni.
in rosa le forzanti temporanee che lo hanno aumentato, in blu le forzanti che lo hanno diminuito

2. Venendo agli ultimi 400 milioni di anni, ecco il grafico della STORIA DEL CO2 ATMOSFERICO, dove si può notare come i livelli attuali siano i più bassi nella storia del pianeta. Riassumendo:
  • la comparsa delle piante terrestri nel Devoniano ha provocato un crollo del tenore atmosferico di CO2. Il crollo si arresta temporaneamente alla fine del Devoniano quando immettono una grossa quantità di CO2 in atmosfera due Large Igneous Provinces (di cui la prima, quella della Yacuzia, provoca una delle più severe estinzioni di massa) 
  • In queste condizioni l’arrivo del centro del Gondwana al polo sud innesca le glaciazioni del Permo-Carbonifero con relativo stoccaggio di CO2 nelle calotte e ulteriore abbassamento a livelli molto ridotti del suo tenore atmosferico
  • il tenore inizia a risalire con le emissioni delle diverse LIP (sigla per Large Igneous Provinces) del Carbonifero superiore e del Permiano, fino alla tragedia della fine del Permiano, quando l’accoppiata di due LIP come Emeishan e Siberia provoca due estinzioni di massa micidiali a meno di 10 milioni di anni l’una dall’altra (quella della fine del Capitaniano e alla fine del Permiano e dell’era Paleozoica la madre di tutte le estinzioni, in cui scompare oltre il 90% dei generi di animali, in mare e in terra,)
  • il seguente inizio del Triassico è tremendo: a causa del CO2 a livelli micidiali, dovuto alle due LIP e al definitivo scioglimento delle calotte polari le zone equatoriali divennero inabitabili per il clima caldo e secco (Yadong Sun et al 2012 ). Segue una discesa di CO2 e temperature, che si interrompe appena si mette in posto la LIP di Wrangellia a metà del Triassico
  • a questo punto è iniziata la frammentazione della Pangea, accompagnata da imponenti LIP, a partire al passaggio Triassico – Giurassico di quella dell’Atlantico centrale, che coincide con una delle più importanti estinzioni di massa. Seguiranno fra Giurassico e Cretaceo le LIP di Karoo-Ferrar, Shatzky rise, Paranà-Etendelka, Kerguelen, Ontong Java – Manihiki – Hikurangi, Caraibi, Madagascar ed altri episodi minori che immettono in aria un forte quantitativo di CO2
  • il massimo del CO2 (e – toh! – anche quello delle temperature...) arriva 94 milioni di anni fa, all’inizio del Cretaceo superiore, quando la fase parossistica di formazione di LIP rallenta e le temperature si abbassano con momentanee interruzioni che – al solito “guarda caso” – corrispondono a picchi nelle emissioni vulcaniche di CO2 alla fine del Cretaceo con i Trappi del Deccan, al passaggio Paleocene – Eocene con la provincia magmatica dell’Atlantico centrale (Zachos et al 2006) ed altri episodi minori. 
  • oggi non ci sono dubbi che anche il massimo termico del Miocene corrisponda al massimo dell’attività dell’ultima (e minore come volumi) Large Igneous Province, i basalti del Columbia River (Kasbohm and Schoene, 2018).

Tornando un po' indietro, vediamo poi come la diminuzione del tenore di O2 atmosferico proceda a ritmi estremamente elevati nell’Oligocene, durante la formazione della calotta antartica che ne assorbe una quantità elevata; stabilizzatasi la calotta, la diminuzione rallenta durante la formazione della calotta artica, meno voluminosa e più recente. 

Poi è arrivata la rivoluzione industriale...

BIBLIOGRAFIA CITATA

Arrhenius 1896 On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground Philosophical magazine, S5/41-251, 235 – 276 

Kasbohm and Schoene, 2018 Rapid eruption of the Columbia River flood basalt and correlation with the mid-Miocene climate optimum sciadv.aat8223

Sagan e Mullen (1972) Earth and Mars: Evolution of Atmospheres and Surface Temperatures. Science 177, 52-56

Yadong Sun et al. 2012 Lethally Hot Temperatures During the Early Triassic Greenhouse Science 338, 366 - 370; DOI: 10.1126/science.1224126

Zachos et al (2006) Extreme warming of mid-latitude coastal ocean during the Paleocene-Eocene Thermal Maximum: Inferences from TEX 86 and isotope data Geology 34,737–740

domenica 29 maggio 2022

Rilasciato il primo prodotto (provvisorio) dell'European Ground Motion Service con i dati dei satelliti INSAR Sentinel-1 dell’ESA di quasi tutta Europa


Oggi è stato rilasciata agli utenti una prima versione non definitiva del primo dei tre prodotti dell'European Ground Motion Service (EGMS), ottenuto con le elaborazioni delle immagini inviate a terra dai satelliti INSAR Sentinel-1 dell’ESA, quello che evidenzia la componente orizzontale. L'intero portafoglio di prodotti dovrebbe diventare disponibile a fine giugno 2022. Una conquista importante per i geologi e per tutti coloro che si occupano delle caratteristiche e delle dinamiche del territorio. 

Un satellite InSAR
BREVE STORIA DELLA TECNICA InSAR.
L’uso dei satelliti InSAR è iniziato da circa 30 anni e la sua utilità è ben nota: il sistema fu presentato nel 1989 (Gabriel et al, 1989), mentre la prima immagine InSAR di un terremoto è stata la misura dello spostamento associato al terremoto di Landers, California (USA) nel 1992 tramite la produzione di un interferogramma ottenuto sfruttando due immagini dell’appena lanciato ERS-1 (European Remote Sensing satellite), il primo satellite per lo studio della Terra equipaggiato con un sensore SAR (Massonet et al, 1993). 
All’inizio gli studi venivano condotti esclusivamente con lo studio degli interferogrammi, mappe in cui si evidenzia la differenza della distanza dal satellite dei pixel in cui è suddivisa l’area in due immagini, possibilmente consecutive (Canuti et al, 2004). Oggi fare gli interferogrammi non è difficile (ci sono riuscito anche io…!). Poi sono arrivati i Persistent Scatterers (Ferretti et al, 2003), punti che in una serie di immagini radar che coprono la stessa area danno sempre la stessa risposta e di cui si misura in tutte le immagini la distanza dal satellite, ottenendo la storia deformativa del punto. La tecnica dei Persistent Scatterers (PS) è interessante perché i bersagli “naturali” sono edifici, piazzali, speroni rocciosi etc etc, insomma per una analisi speditiva di area vasta ce ne sono tantissimi (quasi un milione per orbita nella sola Toscana). I centri abitati possono essere coperti in maniera ottimale, mentre al contrario aree boscate e campi coltivati offrono poche possibilità. Al primo algoritmo di Ferretti et al (2001) ne sono seguiti diversi altri, di cui alcuni, come il primo, di produzione italiana (SBAS, SPINUA). Nel quadro del programma Copernicus la sorveglianza Radar del territorio è stata presa talmente sul serio che il primo Sentinel (Sentinel-1) è proprio un satellite InSAR, nato proprio in prospettiva di attivare dei ground motion service di vasti territori

InSAR viene usato per la sorveglianza di subsidenza, frane a cinematica lenta, vulcani e singoli edifici e sta trasformandone la comprensione di faglie, vulcani e stabilità del suolo, e cerca di ritagliarsi un ruolo sempre più importante nella gestione dei pericoli naturali. Recentemente con i dati del PST siamo stati i primi ad esaminare con i dati InSAR i movimenti tettonici di un’area grande come l’Italia (Farolfi Piombino e Catani, 2019, ne ho parlato qui

L'area coperta dl servizio (manca ancora qualcosa)
GROUND MOTION SERVICES: L’EVOLUZIONE “NATURALE” DELLA TECNICA INSAR. In genere quando succede qualcosa (per esempio una frana), le immagini InSAR pregresse vengono prese ed analizzate nell’area in oggetto per capire come si è svolto il fenomeno. Spesso a questo modo si riesce a cogliere i segnali precursori della frana in studio (ne ho parlato qui). L’Italia, che con il piano straordinario di telerilevamento offre i dati di tutta Italia fra il 1991 e il 2011 insieme a lavori pionieristici di alcune regioni (Piemonte e Campania), è sempre stata capofila della ricerca e delle applicazioni con InSAR, fino ad ospitare il primo Ground Motion Service (GMS), quello della Regione Toscana, attivo dal 2016 (ne avevo parlato qui). L’idea è molto semplice: anziché il procedimento classico di prendere le immagini “dopo il fatto” e vedere i problemi a posteriori, si monitora di continuo un’area cercando di vederne cosa succede e sperando quindi di intercettare quei segnali che possono segnalare l’inizio di un fenomeno franoso prima che avvenga o monitorare altre caratteristiche (ad esempio le aree in subsidenza). Le immagini coprono un’area vasta e i dati vengono aggiornati di continuo dopo ogni passaggio del satellite.

EGMS: IL GROUND MOTION SERVICE EUROPEO. Già promesso tempo fa, oggi finalmente il Ground Motion Service Europeo è realtà, nel quadro del Copernicus Land Monitoring Service. Il servizio si propone di fornire informazioni coerenti e affidabili su movimenti naturali e antropogenici del suolo negli Stati partecipanti a Copernicus, oltre i confini nazionali e con una precisione millimetrica e offre un'opportunità senza precedenti per studiare tutto quello che si può studiare con InSAR. l'area coperta dal servizio si vede nella carta qui a fianco. È appunto un rilascio non definitivo a cui mancano parti di Finlandia e Italia e che riguarda solo la componente verticale.

Nonostante la incompletezza, possiamo già da subito evidenziare alcune cose osservabili “a prima vista” su EMSG, che si trova a questo link

Ecco il sollevamento in corso della penisola scandinava che persiste da quando si è sciolta la calotta polare che la ricopriva fino a meno di 12.000 anni fa


Venendo a casa nostra, qui sopra si evidenziano la subsidenza dovuta alla estrazione di acqua lungo la via Emilia e la subsidenza nel delta padano e le buone notizie invece dalla laguna veneta: come avevo sottolineato qui, Venezia e la sua laguna non sono in subsidenza naturale ma il fenomeno nel XX secolo è stato dovuto alle pesanti estrazioni di acqua dalle falde acquifere. Quindi adesso, cessati i prelievi, la città ha smesso di abbassarsi.
Sotto vediamo la Sicilia con l’Etna che si sta ancora gonfiando e Napoli, con il sollevamento bradisismico dei Campi Flegrei e l’abbassamento della vetta del Vesuvio che non erutta più da quasi 80 anni


Speriamo che come promesso il WEBGIS sia completato prima possibile (dovrebbe succedere entro un mese). Inoltre non ho capito ogni quanto verrà eseguito l'aggiornamento con i nuovi dati. Doveva essere ogni 6 mesi se non ricordo male


BIBLIOGRAFIA

Canuti et al 2004 Landslide activity as a geoindicator in Italy: significance and new perspectives from remote sensing Environmental Geology 45, 907–919

Farolfi,  Piombino e Catani 2019  Fusion of GNSS and Satellite Radar Interferometry: Determination of 3D Fine-Scale Map of Present-Day Surface Displacements in Italy as Expressions of Geodynamic Processes Remote Sens. 2019, 11, 394; doi:10.3390/rs11040394

Ferretti et al (2001) Permanent Scatterers in SAR Interferometry. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 39, 8–20

Gabriel et al 1989 Mapping small elevation changes over large areas: Differential radar interferometry joournal of geophysical research Solid Earth Volume 94-B7, 9183-9191


Massonnet et al 1993 the displacement fiels of the Landers earthquake mapped by radar interferometry Nature 364, 138-139 





mercoledì 25 maggio 2022

un nuovo dicco basaltico si sta intrudendo sotto la penisola di Reykjanes: l'inizio di un nuovo ciclo di frequenti eruzioni nell'area si fa sempe più probabile



Il servizio meteorologico islandese ha appena pubblicato un interferogramma (una carta con la differenza nella distanza dal satellite dei cluster di due immagine InSAR che ritraggono la stessa scena in tempi diversi), che vediamo qui accanto, dove è evidente un forte sollevamento a nord della cittadina di Grindavik. Il sollevamento è accompagnato da una sismicità frequente con punte di M massima di 3.5. Negli ultimi giorni la sismicità è presente anche più a ovest, in mare. Sono sintomi della messa in posto a bassa profondità di un dicco lavico, il terzo in 3 anni. A questo punto, essendo il terzo evento magmatico in poco più di 2 anni,  sembra proprio che dopo 700 anni di quiescenza siamo davanti ad un nuovo ciclo di attività del vulcanismo della penisola di Reykjanes.

L'evento in corso sta avvenendo più a ovest di quelli degli anni scorsi, all’interno del sistema vulcanico di Reykjanes, posto alla estremità della omonima penisola. Questo sistema comprende un insieme di crateri e piccoli vulcani a scudo (evidentemente ciascuno formatosi in una singola eruzione) di cui buona parte sono chiaramente post-glaciali e quindi, siccome l’area si è liberata dai ghiacci appunto 15.000 anni fa circa o poco di più, si sono messi in posto dopo questa data. Il sistema di Reykjanes non è limitato alla terraferma perché ad W della punta occidentale della penisola si trova iI Reykjaneshryggur, considerato un suo sottosistema. Il Reykjanes è stato attivo in epoca storica: durante il XIII secolo si sono verificate eruzioni in diverse località, sia subaeree che sottomarine (alcune di queste ultime hanno formato isole effimere). Da allora si registra una quiescenza totale.

la penisola di Reykjanes, i sistemi di faglie SW-NE  da Sæmundsson et al (2020) e i siti del vulcanismo degli ultimi 2 anni


LA PENISOLA DI REYKJANES: UN SEGMENTO TRASFORME DELLA DORSALE MEDIO – ATLANTICA. L’Islanda è un affioramento della dorsale medio – atlantica, dovuto ad un eccezionale afflusso di materiale dal mantello sottostante. La penisola di Reykjanes, che sporge dalla sua costa occidentale, è divisa in diverse aree da una serie di segmenti circa SW-NE. Non ci sono vulcani ben strutturati ma una serie di crateri e piccoli vulcani a scudo ciascuno di breve attività, per cui non vengono considerati i singoli edifici come accade nel resto del mondo, ma dei sistemi, seguendo la suddivisione del territorio nei diversi segmenti diretti SW-NE: Reykjanes-Svarsengi, Krýsuvík-Trölladyngja e Brennisteinsfjoll, come si vede da questa immagine qui sopra tratta da Sæmundsson et al (2020), dove ho aggiunto le zone di attività vulcanica recente. Nella carta qui accanto il tratto in verde che passa per la parte orientale dell’isola indica il limite divergente fra la placca euroasiatica e quella nordamericana, per cui è a tutti gli effetti un tratto della dorsale medio - atlantica ed è contrassegnato da alcuni dei vulcani più importanti dell’isola (Bardarbunga, Katla, Grimsvotn etc etc). Inoltre nella sua parte più meridionale si colloca l’area del Laki, dove sono avvenute le due più grandi eruzioni effusive a livello mondiale dei tempi storici: celebre quella del 1783 (Thordarson et al 2003), di cui mi sono occupato svariate volte, ad esempio qui, ma quella del 934 EV fu anche peggiore (Thordarson et al 2001).
Il tratto emerso che passa per l'Islanda e quello a sud di essa – la dorsale di Reykjanes – sono distanti un centinaio di km; tale distanza è colmata nella parte meridionale dell’isola da una faglia trasforme (linea in rosso), trasversale all’andamento della dorsale, contraddistinta anche essa da una fascia vulcanica a cui appartengono diversi complessi come l'Eyjafjallayokull,  noto per i problemi al traffico aereo dovuti alla recente eruzione, l’Hekla e, appunto, quelli della penisola di Reykjanes.
Quindi anche nella parte meridionale dell’isola passa il limite fra le due placche: la capitale Reykjavik è nella placca americana, la costa meridionale dell’isola in quella europea. Questo limite oltre alla componente trascorrente presenta anche una componente estensionale, che si esprime attraverso una serie di blocchi separati dalle faglie in direzione SW – NE molto ben visibili dal satellite a causa della scarsa copertura del suolo. Lungo queste faglie troviamo i principali centri vulcanici. L’attività vulcanica si accompagna alla presenza di numerose aree geotermiche.

UN NUOVO CICLO DI ATTIVITÀ NELLA PENISOLA DI REYKJANES? Nella penisola di Reykjanes non si sono verificate eruzioni dopo quelle del XIII secolo e quindi la ripresa del 2020 interrompe un intervallo di quiescenza di circa 700 anni. Nel 2020 la prima iniezione magmatica non è arrivata in superficie (il punto "1" della carta), mentre nel 2021 una eruzione ha interessato il sistema del Fagradalsfjall (punto "2"). In entrambi i casi sismicità e sollevamento del terreno hanno accompagnato la messa in posto dei due dicchi, consentendo di studiarne la dinamica esattamente come era successo nell’Islanda centrale nel 2014, quando il dicco proveniente dal Bardarbunga è arrivato in superficie a Holuhraun, provocando la messa in posto di quasi 1,5 km cubi di magmi. E anche adesso la dinamica di quanto sta avvenendo è la stessa. Per Flovenz et al (2022) la migliore spiegazione per queste deformazioni è rappresentata da intrusioni cicliche in una falda acquifera permeabile da parte di un fluido (soprattutto CO2 magmatica), sebbene non si possa escludere un certo contributo del magma.
Di fatto, come si vede da questo diagramma preso da Sæmundsson et al 2020, i vari sistemi della penisola e della parte più occidentale di tutta la faglia trasforme sud-islandese si mettono in attività più o meno in contemporanea e anche le fasi di quiescenza sono comuni.
Limitatamente agli ultimi 3500 anni abbiamo 3 cicli di attività tra 3.550 – 3050, tra 2550 – 1900 e tra 800 – 1300 anni fa separati da intervalli di quiescenza di circa 500 e 750 anni. 

Siccome l’ultima fase di quiescenza è stata assoluta (è dimostrabile dalla mancanza di testimonianze storiche) si può presumere che anche durante le altre fasi simili non ci sia stata la benchè minima attività vulcanica. Oggi sono giusto 750 anni dalla fine dell’ultima attività pregressa e quindi la ripartenza dell’attività era statisticamente probabile ed è appunto quello che sembra stia avvenendo: già un anno fa i vulcanologi conclusero che le due distinte iniezioni di magma a meno di 12 mesi di distanza l’una dall’altra, l’origine molto profonda e l’elevato contenuto di gas dei magmi della eruzione del Fagradalsfjall (ovviamente nulla si sa di preciso sulla composizione del dicco del 2020 che non è arrivato in superficie) facevano pensare che si fosse davanti all’inizio di una nuova fase di attività dei sistemi vulcanici della Reykjanes che durerà qualche secolo. La nuova attività in corso (che non è sicuro comunque che arrivi in superficie) lo starebbe dimostrando ed è quindi ipotizzabile che nei prossimi anni una attività del genere si svolga a ritmo abbastanza regolare (ma si sa, è difficile fare previsioni…). Per fortuna la penisola è sgombra da ghiaccio e quindi non si rischia una paralisi del traffico aereo come nel 2010 per l’eruzione dell’Eyjafjallajokull.

Per chi volesse informarsi di frequente sulla situazione, olte al sito del Servizio Meteorologico Islandese, consiglio il blog "Iceland Geology".


BIBLIOGRAFIA CITATA

Bali (2021) Characterisation of rock samples collected on the 1st and 2nd days of the eruption - major elements and mineral chemistry: link 

Flovenz et al (2022) Cyclical geothermal unrest as a precursor to Iceland’s 2021 Fagradalsfjall eruption Nature Geoscience 15, 397–404

Sæmundsson et al (2020) Geology and structure of the Reykjanes volcanic system, Iceland Journal of Volcanology and Geothermal Research 391 (2020) 106501

Thordarson et al (2001) New estimates of sulfur degassing and atmospheric mass-loading by the 934 AD Eldgja eruption, Iceland Journal of Volcanology and Geothermal Research 108, 33-54

Thordarson et al (2003) The Laki and Grimsvotn eruptions in 1783 - 1785: a review and a re-assessment J. Geophys. Res. - Atmos. 108 (33 - 54)

sabato 21 maggio 2022

La transmogrificazione: un nuovo tipo di crosta e di litosfera sottostante


Uno scontro continente – continente genera la formazione di una catena di tipo Himalayano. In queste collisioni oltre alla crosta oceanica viene ovviamente consumata tutta la litosfera sottostante agli oceani che sono stati chiusi (oltre ad una parte di quella continentale adiacente). Ho scritto in teoria perché fino ad oggi si è trascurata una considerazione fondamentale: è praticamente impossibile che la collisione avvenga fra due margini rettilinei e paralleli, perché ovviamente la maggior parte dei margini continentali presenta sporgenze e insenature e a causa di queste irregolarità geometriche quando in alcuni settori la collisione è completa, in altre aree dell’avampaese (la parte di crosta non ancora interessata dai movimenti tettonici “davanti” alla zona di scontro) esisterà ancora parte della litosfera oceanica con la crosta sovrastante e la sua copertura sedimentaria e in alcuni casi questa non verrà mai coinvolta nell'orogenesi. La sorte di questi bacini è piuttosto particolare.

LA GEOMETRIA DELLE COLLISIONI CONTINENTALI. Se vediamo la attuale collisione fra Africa, Arabia e India contro l’Eurasia notiamo che in alcune zone (Alpi, Appennini, Balcani, Iran e Himalaya) la collisione è completa e i settori oceanici fra i continenti sono ormai scomparsi. Ma altrove (Mediterraneo orientale, Mar Nero e Mar Caspio) resiste ancora della vecchia crosta oceanica mesozoica, circondate da crosta continentale e dove soprattutto non si evidenziano fenomeni di chiusura attuali (mar Nero e mar Caspio); anche il Mediterraneo orientale è in situazione simile perché la subduzione dell'arco Ellenico procede ad una velocità tale da rendere improbabile la chiusura totale del bacino, mente sulla subduzione della Calabria c’è un vastissimo dibattito sul fatto se sia ancora attiva (e lentissima) oppure il provesso si sia concluso. 
Quindi, quando due continenti si scontrano, non tutta la litosfera oceanica originariamente interposta fra essi scompare. A questo punto la questione interessante è il destino di questi bacini a crosta oceanica “morti” (cioè non più collegabili alla dorsale oceanica lungo la quale si erano formati) e della corrispondente litosfera sottostante. 

LA TRANSMOGRIFICAZIONE: IL DESTINO DEI BACINI OCEANICI INTRAPPOLATI NEGLI OROGENI. In un articolo appena uscito Jason Morgan e Paola Vannucchi (Morgan e Vannucchi, 2022) hanno provato a capire l’evoluzione nel tempo di questi blocchi oceanici residui:
  • la prima loro caratteristica fondamentale è che siccome questi bacini costituiscono delle depressioni nell’avampaese si riempiono di una serie sedimentaria spessa oltre 10 km, nella quale la fanno da padroni sedimenti provenienti dalla demolizione delle giovani catene montuose e dagli archi magmatici che si sono formati a causa della collisione 
  • questi sedimenti spesso derivano da rocce magmatiche dal (relativamente) alto tenore in ioni metallici radioattivi. Dopo circa 500 milioni di anni l'elevata radioattività di questi sedimenti terrigeni converte l'ex fondale marino in una forma particolare di crosta continentale e litosfera sottostante 
  • il processo è stato chiamato dagli Autori transmogrificazione. Non conoscevo questo termine e pensavo che ci fosse una zona in Asia che si chiama Trans-Mogrib… invece si ispira alle popolarissime strisce degli anni ‘80 di Calvin, il bambino di 6 anni con la sua tigre di pezza e il suo transmogrificatore, uno scatolone che trasforma una cosa in un’altra (in inglese fa appunto una Transmogrification
  • i 500 milioni di anni dalla loro formazione rappresentano anche un possibile punto di svolta: questi bacini si comportano, almeno per le prime centinaia di milioni di anni come blocchi rigidi a bassa elevazione ma successivamente possono riscaldarsi e indebolirsi, trasformandosi nei siti preferenziali per un nuovo ciclo di Wilson (dal nome del grande geofisico canadese John T. Wilson). Wilson notò che è comune il processo in cui a un ciclo di chiusura di un oceano spesso corrisponde una nuova apertura più o meno nella stessa direzione e nella stessa zona, a cui segue una nuova collisione. Cicli di Wilson multipli sono presenti in diverse parti della Terra (ad esempio fra quelle che ora sono l’Europa e l’America settentrionale e prima Baltica e Laurentia) ma ne sono stati individuati di molto antichi per esempio in Australia orientale. Anche la successione tra USA meridionali e Europa centrale e mediterranea dell’orogenesi ercinica (ora “varisica”) e di quella alpina rappresentano un altra coppia di cicli del genere anche se di tempistica più breve.
l'evoluzione nel tempo di alcune caratteristiche dei bacini in transmogrificazione: topografia, profondità dei vari livelli e temperatura
 e soprattutto si vede come la resistenza allo sforzo nella zona tettonicamente più critica aumenta all'inizio ma crolla a 500 milioni di anni 


TRANSMOGRIFICAZIONE E LARGE IGNEOUS PROVINCES. La transmogrificazione è anche possibilmente legata alla formazione delle Large Igneous Provinces (in sigla: LIP). Chi mi conosce sa che mi sono occupato in modo particolare di questi terrificanti episodi magmatici in cui si mettono in posto centinaia di migliaia di km3 (se non milioni) di magmi basaltici, episodi che spesso anticipano la formazione degli oceani e durante i quali avvengono gli eventi di estinzione di massa (per esempio qui). Se la transmogrificazione porta a un eventuale riscaldamento e indebolimento della crosta e della litosfera sottostante, è possibile che la litosfera transmogrificata possa essere particolarmente soggetta a fenomeni di estensione (termine ineccepibile dal punto di vista geologico: delaminazione litosferica). Se aiutata dalla presenza nel mantello di una zona anomalmente calda (geologicamente: un mantle plume), la delaminazione rappresenta quindi un ambiente geodinamico preferenziale per la messa in posto di Large Igneous Provinces e di rift continentali (Shi et al, 2021), rift che se proseguono l'evoluzione diventano oceani iniziando un nuovo ciclo di Wilson. 

A loro volta i plateau basaltici oceanici (che altro non sono che Large Igneous Provinces messe in posto sul fondo degli oceani), con la loro crosta più spessa/più galleggiante del normale, possono anche essere candidati preferenziali per l'intrappolamento e la transmogrificazione durante la collisione continentale, ed in effetti quando giungono nelle zone di collisione ne influenzano moltissimo la dinamica, come succede adesso con il plateau di Ontong-Java a nord delle isole Salomone.

I due cicli di Wilson tra Europa e America Settentrionale
da Buiter e Torsvik (2014)
Le Large Igneous Provinces precedono di frequente la separazione dei continenti

BACINI CANDIDATI: Il lavoro di Morgan e Vannucchi oltre a quelli coinvolti nell’orogene alpino - himalayano presenta alcuni bacini candidati all’interno dell’Asia. Sono in uno stato più avanzato di transmogrificazione in quanto la loro storia è più antica, legata agli eventi che hanno costruito la fascia orogenica paleozoica dell’Asia Centrale, un’area continentale che, lungi dall’essere un blocco rigido antico, è un assemblaggio recente di una serie di blocchi di varia origine, per la maggior parte bacini oceanici, bacini marginali e archi magmatici. Si tratta di un evento collisonale durato praticamente quasi tutta l’era paleozoica (ne ho parlato qui).
  • Il bacino del Tarim è una depressione mediamente a poco più di 1000 metri di quota, circondata da montagne altissime come Tibet, Karakoram e Tien Shan ed è, naturalmente, endoreico. È anche interessante da un punto di vista antropologico: lì vivevano i Tocari, popolazione indoeuropea affine agli indeuropei occidentali e non a quelli indo-iranici, la cui eredità si vede negli attuali Uiguri, una popolazione che mostra un curioso – e bellissimo – miscuglio di tratti uralici e indoeuropei (ne ho parlato qui). Tornando alla geologia, la presenza di questo bacino mi ha sempre incuriosito. Dà l’idea di un blocco rigido indeformato in tutto quel macello orogenico che è appunto la fascia paleozoicao dell’Asia centrale. Ero convinto che fosse un blocco continentale tipo il Tibet o il Kazakhstan, ma in effetti Zhang et al (2013) lo deducono attraverso quanto vedono ai margini, cosa questa che può essere completamente errata. Di fatto più recentemente questa idea è stata abbandonata in favore di altre, che vanno dal rift abortito di quasi un miliardo di anni fa al plateau oceanico (Deng et al, 2017)
  • C’è poi il bacino dello Junggar: si trova a NE del Tarim, è meno appariscente rispetto al precedente ma la sua crosta secondo gli ultimi lavori pare essere appunto un plateau oceanico come il Tarim (Zhang et al, 2019). 
  • Anche il Sichuan potrebbe rappresentare una cosa del genere.

i bacini candidati ad essere in vari stadi di transmogrificazione tra Mediterraneo e Asia Centrale
da Morgan e Vannucchi 2022

ALTRI BACINI CANDIDATI NON CITATI DA MORGAN E VANNUCCHI. Ci sono altri bacini / blocchi che possono rappresentare crosta transmogrificata non citati nel lavoro?
Direi di si. Provo ad elencarne alcuni:
  • il Golfo del Messico, con la crosta oceanica mesozoica della Tetide caraibica: è un bacino in cui la transmogrificazione è a livello del Mar Nero (ricordo che l’Atlantico si è aperto perpendicolarmente rispetto alla Tetide: sull’apertura della Tetide ho scritto per esempio questo post)
  • due bacini fra Iran e Afghanistan, Lut e Helmand: hanno un bel pò di coperture, parecchio vulcanismo recente ma un basamento sconosciuto. L’idea che siano un pò come il Tarim e lo Junggar viene, tantopiù che anche loro sono attualmente in posizione di avampaese
  • in Europa il Golfo di Botnia (e il mar Baltico?) potrebbero rappresentare un qualcosa del genere (ma non chiedetemi di quando… orogenesi Caledoniana? La più antica orogenesi delle Svecofennidi o la ancora più antica cintura magmatica scandinava?)
  • in Australia settentrionale la zona del Kalkarindji, teatro della messa in posto circa 510 milioni di anni fa della omonima Large Igneous Province, oltre 600 milioni di anni dopo l’orogenenesi di Grenville, quando si è determinato il posizionamento attuale dei blocchi che compongono l’Australia occidentale e centrale. Dal punto di vista biotico non è casuale che questa LIP sia contemporanea all’evento di estinzione di massa della fine del Cambriano inferiore e che dal punto di vista del ciclo di Wilson preluda alla successiva separazione dall’Australia di una serie di blocchi che ora fanno parte dell'Asia, come il Tarim, la Cina Meridionale e la Cina Settentrionale. La LIP di Kalkarindji potrebbe quindi essersi formata in un bacino transmogrificato a seguito della orogenesi di Greenville e immagino che se ne dovrebbero trovare altri sparsi per il mondo data la vastità di questo evento. In Australia SW ci sono poi dei bacini nell'orogene del che mi incuriosiscono davvero tanto da questo punto di vista (Ashburton, Collier ed Edmund)
  • per quanto riguarda i plateau oceanici ci sono due LIP mesozoiche molto interessanti da questo punto: la LIP Caraibica che adesso è coinvolta nella catena andina da un lato e nella dinamica dei Caraibi meridionali dall’altro e, come detto sopra, il plateau di Ontong-Java che, arrivato da poco nella “zona calda”, sta complicando la collisione fra le placche pacifica e indoaustraliana a nord delle Fijie delle Salomone

il blocco di Helmand e il blocco di Lut mostrano alcune caratteristiche
 che ne fanno dei potenziali candidati per il processo di transmogrificazione

Un buon filone per trovare tracce di bacini transmogrificati potrebbe essere lo studio di quanto è successoprima della messa in posto di varie Large Igneous Provinces

PS: da ultimo mi pongo un dubbio atroce: mancano nella mia mente bacini in transmogrificazione tra Europa e Usa a seguito della orogenesi Varisica e pure di quella caledoniana (tranne forse il golfo di Botnia e il Mar Baltico?). Non ci sono perché:
  • i margini degli oceani entrambe le volte erano paralleli fra loro (strano)?
  • le vicende tettoniche connesse alla nuova quasi immediata apertura della Tetide li hanno inglobati?
  • oppure esistono non sono ancora stati identificati come tali?
Sono curioso di capire come stia la questione!

BIBLIOGRAFIA

Buiter e Torsvik (2014) A review of Wilson Cycle plate margins: A role for mantle plumes in continental break-up along sutures? Gondwana Research 26/2,627-653

Deng et al (2017) Lithospheric density structure beneath the Tarim basin and surroundings, northwestern China, from the joint inversion of gravity and topography. Earth Planet. Sci. Lett. 460, 244–254

Morgan e Vannucchi (2022) Transmogrification of ocean into continent: implications for
continental evolution PNAS 119/15 e2122694119

Shi et al (2021) Connection between a subcontinental Plume and the Mid- Lithospheric discontinuity leads to fast and intense craton lithospheric thinning. Tectonics 40, e2021TC006711

Zhang et al (2013) Tectonic framework and evolution of the Tarim Block in NW China Gondwana Research 23 (2013) 1306–1315

Zhang et al (2019). The Deep Lithospheric Structure of the Junggar Terrane, NW China: Implications for Its Origin and Tectonic Evolution. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124, 11,615–11,638


domenica 8 maggio 2022

i terremoti del 3 maggio e il rischio - terremoto nell'area fiorentina


Coloro che hanno risentito dei terremoti del 2016 e di quelli precedenti troveranno assurde le apprensioni di molti fiorentini sui social per i terremoti del 3 maggio, che si sono tradotti solo in qualche oscillazione di mobili. Però per chi non è abituato a cose simili lo spavento è comprensibile. Insisto a dire che questi eventi sismici, frequenti in tutta Italia, dovrebbero essere benedetti, se servissero dove avvengono a far capire alla cittadinanza che come tante altre zone del territorio italiano, pure Firenze possa essere investita da terremoti di una certa entità, anche se non distruttivi come nel vicino Mugello. quindi anziché spaventarsi, sarebbe meglio prendere atto della situazione (e dell'avvertimento del potenziale pericolo!) adottando i giusti provvedimenti di salvaguardia degli edifici. Di fatto negli ultimi 150 anni le colline a sud della città tra Chianti, Valdipesa e Valdelsa non sono state certo asismiche e il ricordo del terremoto del 1895 dovrebbe rappresentare un monito per la sicurezza sismica degli edifici di tutta l’area fiorentina.
Il risentimento in base alle risposte della popolazione
 al questionario INGV "Hai sentito il terremoto"


Nel pomeriggio di martedì 3 maggio si è verificato un terremoto di M 3.7 con epicentro è tra il Ferrone e Mercatale Val di Pesa, in comune di San Casciano Val di Pesa, a sud di Firenze. A questa scossa ne è seguita una leggermente più debole in serata. La scossa delle 17.50 locali (15.50 GMT) è stata preceduta nei 10 minuti precedenti da un paio di foreshock (un aspetto interessante). Dopo il secondo evento principale la lunga serie di repliche bene o male sta continuando tutt’ora (8 maggio). Si è trattato quindi di eventi piuttosto leggeri ma ben avvertiti nell’area fiorentina e quando un terremoto, anche minore, avviene vicino ad una città ci sono parecchie voci sui social e parecchie risposte al questionario “hai sentito il terremoto” di INGV, sia per il numero di abitanti coinvolti, ma soprattutto perché il numero di coloro che percepiscono le scosse aumenta a causa delle tante costruzioni di oltre 3 piani. In molti si sono spaventati: vedere muoversi i mobili non è bello. Io 7 anni fa quando c’è stata la scossa più forte del mattino del 19 dicembre 2014 ero all’ultimo piano di un palazzo storico fiorentino e in effetti ci siamo mossi eccome per un M 4.1 a una quindicina di km di distanza ed è comprensibile che una persona che non ha mai sentito un terremoto forte si spaventi... Anche se quindi si tratta di eventi poco significativi come Magnitudo ne parlo perché hanno coinvolto “casa mia” e fanno intuire alcune cose della geodinamica locale.

LA SEQUENZA ATTUALE E QUELLA DEL 2014. Qualche anno fa una sequenza sismica simile, iniziata a dicembre 2014, ha colpito una zona leggermente più a sud. Ne avevo parlato qui. Direi che la situazione è esattamente la stessa, come dimostrano i meccanismi focali visibili qui sotto. Inoltre le due aree sono praticamente contigue. Vediamo la sequenza sismica degli ultimi giorni confrontata con quella del 2014.





eventi tra Chianti, Valdipesa e Valdelsa tra 1990 e 2003
In quest’altre carte ottenute grazie al database INGV si vedono gli epicentri dei terremoti dell’area fra Chianti, Val di Pesa e Val l’Elsa dal 1990 con M uguale o superiore a 3 nel raggio di 30 km da Certaldo. Sono divisi in due periodi distinti: in questa qui accanto sono indicati gli eventi tra 1990 e 2003. Sotto invece sono indicati gli eventi 2011 – 2022. Le due carte sono distinte perché nell’intervallo fra questi due periodi non si è registrata attività sismica di tale portata e dopo il 2003 la nuova serie è iniziata nel 2011 a Certaldo, per proseguire nel 2013 a San Casciano, tra 2014 e 2015 a sud di Mercatale, alla fine del 2016 a Castelfiorentino e a nord di Mercatale negli ultimi giorni.
 
POSSIBILI IDEE SULLA TETTONICA DELL'AREA A SUD DI FIRENZE. Nella carta degli eventi 2011 – 2022 sono indicati anche gli epicentri dei terremoti del 1812 (M 5,24, Val di Pesa) e del 1895 (M.5.50, Impruneta) e considerando comunque che la posizione degli epicentri degli epicentri storici potrebbe non essere particolarmente precisa si palesano due allineamenti molto evidenti. In particolare quella oggetto degli eventi recenti potrebbe aver generato anche il terremoto del 1959 (a cui era stata assegnata una M 4.85, attualmente in revisione perché troppo alta rispetto agli effetti reali) e può essere una continuazione della faglia trascorrente che ha formato la Valdisieve tra Dicomano e Pontassieve; gli epicentri dei più forti terremoti del XIX secolo sembrano adattarsi meglio geograficamente alla faglia responsabile degli eventi registrati nel periodo a  Castelfiorentino e San Casciano Val di Pesa. 
È interessante notare come il prolungamento di questa seconda faglia verso NE corrisponda a due lineamenti noti: la Val d’Ema nel tratto in cui affianca la autostrada A1 tra Impruneta e Firenze Sud e all’ultima sezione del corso dell’Arno dalle Sieci allo sbocco nella piana di Firenze.


gli eventi sismici con M uguale o superiore a 3 e una loro possibile interpretazione 

IL RISCHIO SISMICO NELL’AREA FIORENTINA. Nell’immagine qui sotto si vedono le sensibili differenze negli effetti del terremoti del 1812 e del 18 maggio 1895. Specialmente il terremoto del 1895 fu risentito molto violentemente (se lo ricordava anche come uno dei suoi ricordi più vecchi anche mio nonno, classe 1891: abitava a Porta Romana, nella parte di Firenze più vicina all’epicentro), a cui è seguita un evento il 6 giugno che addirittura sembra centrata nella parte meridionale di Firenze. Su questo evento non mi dilungo, perché l’amico Filippo Bernardini ha scritto un post estremamente valido: lo trovate qui.
Scorrendo il database parametrico dei terremoti italiani si notano prima del XIX secolo i terremoti M 5.38 del 1453, M.4.40 del 1551 e M 4.86 del 1554, i cui epicentri si trovano fuori dalla città rinascimentale ma probabilmente all’interno della attuale periferia cittadina. C’è poi un evento significativo nel 1148 di cui però il database non fornisce né data, né epicentro REALE, ma ne indica una M di 5.10.


CONCLUSIONE. Le testimonianze della sismicità storica dimostrano come l’area di Firenze sia soggetta a subire gli effetti di una attività sismica locale non certo “forte”, ma almeno “moderata” e che come si vede dall’immagine qui sopra, confrontando gli effetti del terremoto M 5.5 del 1898 dell’Impruneta con quelli in occasione del terremoto M 6.38 del 1919 in Mugello, in città e nei comuni limitrofi il risentimento dei terremoti locali può essere molto maggiore rispetto a quello dei più forti ma più lontani terremoti nell’Appennino vicino. Gli effetti di questa sismicità, che essenzialmente almeno negli ultimi anni è annidata nelle colline a sud della città devono pertanto essere considerati.
Quindi ritengo utile spingere la cittadinanza a far periziare i propri edifici per capirne la reazione alle onde sismiche e se del caso intraprendere idonee azioni di miglioramento o adeguamento sismico, e ricordo che dal 2017, con il “Sismabonus”, ogni cittadino può detrarre dalle tasse una notevole percentuale (fino all’85% in cinque anni) delle spese sostenute per interventi di rafforzamento, miglioramento e adeguamento sismico di edifici per abitazioni e per attività produttive nelle zone a più elevata pericolosità.

Aggiungo di studiate attentamente quanto scritto in proposito dal Dipartimento della Protezione Civile nel progetto “Io non Rischio.

Insomma, considerando che edifici "fatti bene" e "costruiti nel posto giusto" in Italia non avrebbero problemi a resistere ai terremoti, anche a quelli più violenti mi piacerebbe che le persone si domandassero dopo un terremoto come questi di cui si parla in questo post:
  • se la zona dove abitano é classificata sismicamente in accordo con la letteratura scientifica 
  • se gli edifici dove abitano / studiano / lavorano /passano il tempo libero o frequentano per altri motivi sono in regola con la normativa antisismica e con le accelerazioni che la letteratura scientifica ipotizza per l'area in questione 
  • se ci sono situazioni che possono indurre fenomeni di amplificazione locale delle onde sismiche
  • e, in ultimo e già che ci siamo, la situazione degli stessi rispetto al rischio idrogeologico  

In caso qualcuna di queste risposte sia negativa, sarebbe importante sensibilizzare i proprietari degli immobili e le Autorità per provvedere in merito, oggi poi meglio di prima perché con il Sismabonus si può fare qualcosa di concreto con investimenti modesti.