La sismicità indotta dalle attività antropiche in Italia

La sismicità indotta dalle attività antropiche, in particolare quella derivata dalla reiniezione di fluidi nel sottosuolo, è diventata un caso piuttosto grave negli Usa (in particolare nell'Oklahoma). Anche l'Italia non è immune dal fenomeno, ma purtroppo nel dibattito pubblico in materia la grande assente è spesso la Scienza, dato che in molti casi chi “fa opinione” è creduto attendibile (se non addirittura spacciato per geologo) quando invece non lo è. In questo post passo in rassegna i casi italiani. Avvertenza: questo post è asettico, rigidamente scientifico e non contiene le mie considerazioni personali. È quindi un invito a tutti di occuparsi di queste cose non certo dimenticando le proprie convinzioni (mi rivolgo espressamente a no-triv e paladini dell'estrazione di petrolio in Adriatico) ma ricordando ad entrambi gli schieramenti che comandano i dati e che quindi qualsiasi interpretazione deve tenerne di conto prima di essi e poi delle proprie idee. Altrimenti si ritorna al “primato delle idee sui fatti” e buonanotte al metodo scientifico. Nel testo ci sono diversi collegamenti a post che ho scritto in passato sull'argomento e indicazioni bibliografiche.

Negli ultimi anni la sismicità indotta da attività antropiche sta diventando un problema sentito e dibattuto (purtroppo spesso la discussione è ideologizzata e la fanno da padrone soggetti che si attribuiscono competenze non loro). In questo post avevo distinto la sismicità indotta da quella innescata e da quella naturale. La questione riveste una particolare importanza in aree in cui non esiste o quasi sismicità naturale e dove – quindi – l'attribuzione antropica degli eventi è sostanzialmente facile a confermarsi (penso in generale alla zona centrale degli Usa ed in particolare all'Oklahoma o all'Olanda [1]. Il problema invece è più complesso in Italia, per due motivi:

• viviamo in un territorio caratterizzato da un fondo naturale di sismicità piuttosto importante anche in aree dove le attività antropiche sono potenzialmente capaci di generare terremoti. Per questo motivo la correlazione fra alcuni eventi sismici e l'attività umana è considerata “probabile” ma non “sicura”
• in Italia c'è tanta gente che a proposito di Scienza è diventata un opinion maker pur parlando di cose che non conosce (o conosce molto sommariamente: Stamina, Xylella e L'Aquila sono alcuni dei più tristi esempi in materia) e, nel caso che ci interessa, ci sono persino persone che passano per essere geologi quando non lo sono

L'esempio delle cosiddette “trivelle” è illuminante al proposito: sta passano d'idea che il problema siano le trivellazioni di pozzi, non la reiniezione di fluidi come invece è stato ampiamente dimostrato (e di cui la maggior parte di chi discute non ne conosce neanche l'esistenza). Chi fosse interessato può leggere questo mio post che illustra il problema negli USA centrali.

Come è illuminante una seconda questione. L'attività antropica è in grado di generare solo terremoti a profondità molto ridotta (diciamo non oltre gli 8 km). Per cui da un lato gli strepiti sulle trivelle come causa dei terremoti dell'Adriatico del dicembre 2015 sono, mi si permetta il termine, delle emerite cazzate. Ma c'è chi afferma, sbagliando, che qualsiasi terremoto avvenuto a profondità inferiore a 10 km sia di origine antropica. È un errore che denota impreparazione scientifica e volontà di piegare i dati alle proprie convinzioni o convenienze.

LE CAUSE DELLA SISMICITÀ INDOTTA

Le ho passato in rassegna in questo post. Riepilogando, i casi tipici sono:

• riempimento di bacini lacustri a seguito della costruzione di una diga: il peso dell'acqua modifica il campo di sforzi sottostante 
• iniezione di fluidi nei campi geotermici, che rimette in movimento delle faglie preesistenti: la maggiore pressione dei liquidi nelle zone di faglia diminuisce l'attrito che le tiene ferme
• attività connesse all'estrazione di idrocarburi: è un campo molto vasto. Anche qui in genere è la reiniezione delle cosiddette acque di strato (quelle estratte insieme al petrolio) e che dato il contenuto di sali non possono essere disperse nell'ambiente; alle volte vengono impiegate per la stimolazione della produzione di un pozzo

L'inizio delle attività di coltivazione dei gas – shales con il metodo del fracking corrisponde ad un forte aumento della sismicità. Ma solo in 3 casi c'è una correlazione diretta con i terremoti:

• Preese Hall – Lancashire (UK) – 2011 
• Poland Township – Ohio (USA) – 2014 (mio post in materia)
• Fox Creek – Alberta (Canada) – 2015

In genere, quindi, anche per il fracking è sotto accusa lo smaltimento delle acque impiegate per frantumare la roccia in pressionee non, come erroneamente viene riportato, la pratica stessa.

Annoto che la forte sismicità che sta colpendo l'Oklahoma deve essere addebitata allo smaltimento in pozzi profondi di grandi quantità, maggiori che altrove, di acqua di strato estratta insieme al petrolio (come ho fatto notare in questo post).  

LA SISMICITÀ INDOTTA IN ITALIA

In Italia ci sono alcuni casi di sismicità indotta, recentemente riepilogati in un ottimo lavoro, di cui primo firmatario è il buon Mucciarelli [2]

1. CREAZIONE DI INVASI ARTIFICIALI. Molti bacini artificiali si trovano ben all'interno della catena alpina e di quella appenninica, in zone caratterizzate di loro da una sismicità elevata. Come di vede dalla tabella qui sotto, tratta da [3] ci sono stati diversi casi nei quali sembra appurata una connessione fra sismicità indotta e riempimento dell'invaso.

2. CAMPI GEOTERMICI. La sismicità è indotta dalla iniezione di fluidi che servono per il trasporto del calore. Nell'area intorno al confine fra Toscana meridionale e Lazio il vulcanismo recente ha lasciato un buon numero di campi geotermici residui. 

In Toscana i dati mostrano una sicura relazione fra eventi a bassa magnitudo e reiniezione dei fluidi; le cause degli eventi maggiori sono invece dibattute a causa del livello naturale di fondo e quindi per alcuni Autori sono eventi naturali, per altri indotti o innescati. 
Per questo la connessione è indicata solo come ipotizzata nell'episodio più grave accaduto in zona, il 1 aprile 2000 (M locale 3.9 e M momento 4.5 - ipocentro ad appena 2 km di profondità), durante il quale sono stati danneggiati numerosi edifici nella zona SE del Monte Amiata. È evidente nel danneggiamento il ruolo della bassissima profondità dell'evento, che è proprio la circostanza che ne suggerisce la stretta connessione con l'attività geotermica [4].

Nel Lazio settentrionale nei due campi geotermici dei Monti Vulsini (Latera e Torre Alfina) iniezioni di fluidi sono state accompagnate da sequenze sismiche a magnitudo crescente (un chiaro sintomo di sismicità indotta), che ha raggiunto 2.9 a Latera e 3.0 a Torre Alfina.

Anche a Cesano di Roma, sul vulcano dei monti Sabatini le due iniezioni a scopo esplorativo del 1978 sono state entrambe immediatamente seguite da eventi sismici con M massima di 1.6 e le prove sono state interrotte [5]

3. ESTRAZIONE DI IDROCARBURI. Tralascio volutamente il caso dei terremoti emiliani del 2012, perché – appunto - l'attività estrattiva non c'entra nulla con quella tragica sequenza (come invece afferma la vox populi) anche se mi ripropongo di ribadire prossimamente tutta quella assurda storia. Faccio solo notare che:

1. nel sottosuolo della pianura padana e in tutta l'Italia NON ci sono rocce coltivabili con il fracking (attività che oltretutto, come ho scritto in questo post, è impossibile nascondere) 
2. l'impianto di stoccaggio sotterraneo di Rivara era ancora allo stadio di progetto e quindi non era stata eseguita ancora nessuna operazione a tal proposito
3. i terremoti sono avvenuti lungo faglie ben conosciute e segnalate dalla Scienza, come evidenziai immediatamente dopo la prima scossa principale
4. la sismicità storica conferma la pericolosità dell'area, zona di convergenza fra due zolle
5. il rapporto ICHESE [6] non escluse la connessione (sia pure definendola molto improbabile, proponendo un supplemento di indagine, che è stato eseguito e ha dimostrato l'insussistenza del legame [7]

Ma nonostante tutto c'è chi continua a credere a queste panzane. 

Ci sono altri casi: il primo è il terremoto di Caviaga (Lodi) del 15 maggio 1951 (M 5.4, profondità 5 km). Questo evento coincide con l'attività estrattiva nella zona nel tempo e nello spazio. Ma se all'inizio fu considerato un evento molto superficiale, la riconsiderazione complessiva dei dati ha dimostrato che si tratta di un evento in profondità egato alla tettonica della zona e quindi assolutamente naturale [8]
La cosa ironicamente divertente è che tutti i contrari al petrolio italiano considerano questo evento di natura indotta, mentre per i favorevoli normalmente no. È un classico esempio di ideologia applicata alla Scienza: la tempistica coincidente con lo sfruttamento di un giacimento di petrolio e la bassa profondità ipocentrale sono sicuramente sintomi che portano a sospettare pesantemente la cosa, ma, ripeto, non c'è un automatismo e quindi Caviaga può essere considerato solo come “probabilmente indotto”, ma non “sicuramente” come asseriscono alcuni...  Intendiamoci, penso anche io che sia stato indotto, ma non riesco certo a dimostrarlo!

L'altra zona dove è stata ipotizzata una relazione fra reiniezione di fluidi e sismicità è la val d'Agri. Anche qui il problema è la sismicità di fondo in un'area storicamente prona a fenomeni sismici.

I dati dimostrano a partire dal 2006 una netta correlazione spaziale e temporale  fra la reiniezione della cosiddetta acque di strato estratta insieme al petrolio nel pozzo Costa Molina 2 e l'attività microsismica iniziata nel Giugno 2006 [9]

CONCLUDENDO

Che cosa possiamo dire in conclusione? Che il problema è molto serio, specialmente a causa della scarsa profondità degli eventi indotti, ma soprattutto a causa della bassa qualità media degli edifici in Italia (ricordando che non è il terremoto a uccidere, specialmente a queste intensità, ma la cattiva edilizia!). 
E nella VIA (valutazione di impatto ambientale) per l'autorizzazione di impianti del genere si rende necessaria una stima della possibile intensità della sismicità indotta, confrontandola con la classificazione del luogo in base alla sismicità naturale e -  ovviamente – con lo stato dell'edilizia della zona. 

Al solito, bisognerebbe ragionare caso per caso in maniera serena. Ma perché succeda questo, occorrerebbe anche una opinione pubblica (e soprattutto degli opinion maker!) di spessore scientifico. Invece molti hanno studiato scienze alla iutiùb iunivèrsiti o su wikipedia, non sui banche delle università.

E i risultati si vedono.... 

[1] van Eck et al. 2006: Seismic hazard due to small-magnitude, shallow-source, induced earthquakes in The Netherlands. Eng. Geol., 87, 105-121

[2] Mucciarelli et al 2015 Seismic hazard from natural and induced seismicity: a comparison for Italy Bollettino di Geofisica Teorica ed Applicata 56/4, 519-526

[3] ISPRA 2014: Rapporto sullo stato delle conoscenze riguardo alle possibili relazioni tra attività antropiche e sismicità indotta/innescata in Italia. Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, Roma, Italy, 71 pp
[4] Mucciarelli et al. 2001: Osservazioni sul danneggiamento nella zona del Monte Amiata a seguito del terremoto del 1° Aprile 2000. In: Atti X Congresso Nazionale “L’Ingegneria Sismica in Italia”, Potenza-Matera, Italy, CD-Rom Edition
[5] Batini et al 1980 Seismic monitoring in Italian geothermal areas II: seismic activity in the geothermal fields duringexploitation. In: Proceedings of Second DOE-ENEL Workshop on Cooperative Research in Geothermal Energy, Report LBL-11555, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, CA, USA, October 20–22, pp. 48–85
[6] ICHESE (International Commission on Hydrocarbon Exploration and Seismicity in the Emilia-Romagna region) 2014: Report on the hydrocarbon exploration and seismicity in Emilia Region. Regione Emilia-Romagna, E-R Ambiente, Geologia, sismica e suoli, Bologna, Italy, 213 pp.
[7] Astiz et al 2014 On the potential for induced  seismicity at the Cavone oilfield: analysis of geological and geophysical data, and geomechanical modeling. Report for the Laboratorio di Monitoraggio Cavone, 139 pp

[8]Caciagli et al 2015 Can We Consider the 1951 Caviaga (Northern Italy) Earthquakes as Noninduced Events? Seismological Research Letters (2015) 86 (5): 1335–1344. 

[9] Valoroso et al 2009 Active faults and induced seismicity in the Val d’Agri area (southern Apennines, Italy).Geophys. J.Int. 178, 488–502