La recrudescenza dell'attività sismica nella parte settentrionale della zona interessata dalla sequenza iniziata nel 2016

Con questo post vorrei fare un pò il punto della situazione a Muccia e Pievo Torina, dove in questi ultimi mesi c'è stata una recrudescenza dell'attività sismica: si ricordano in particolare gli eventi dall'inizio di aprile, ma era da gennaio che era stato notato un aumento della sismicità nella zona a nord del bacino di Caselluccio, quella più settentrionale dell'areale interessato dalla sequenza iniziata il 24 agosto 2016, in particolare quelli con M>3. Ci si domanda poi se questa sequenza sia diversa da quelle che hanno sconvolto l'Appennino centrale nei secoli passati e, soprattutto, quanto ancora durerà e se in un futuro prossimo aree limitrofe saranno colpite. Purtroppo nessuno ha la sfera di cristallo per rispondere a queste domande e continuo a sostenere che l'unica soluzione per essere sicuri è quella di vivere, lavorare, studiare, passare il tempo libero in edifici dalle caratteristiche compatibili con il rischio sismico specifico di ogni area e che la ricostruzione delle zone terremotate deve essere preceduta da una zonazione sismica capace di individuare dove si possa ricostruire.

In questo momento la situazione nella zona di Muccia e Pieve Torina è più delicata dal punto di vista umano che da quello geofisico e sismologico: il problema fondamentale oggi è sicuramente lo stress a cui la popolazione è sottoposta da quasi due anni e ne ho avute dimostrazioni pratiche anche grazie a delle domande che mi sono state fatte personalmente. Per questo ho già perso la pazienza diverse volte contro i ciarlatani che creano allarmismi e con quelli delle postvisioni del tipo “avevo l’apparecchiatura (che peraltro non legge nulla, ndr) in manutenzione”. Il drammatico è quando, come adesso, anche esponenti del mondo scientifico si mettono a far polemica: per dirla con Niels Bohr, “è difficile fare delle previsioni, specialmente per il futuro”;  Bohr non parlava dei terremoti, ma è un fatto che proprio i terremoti siano ancora, allo stato attuale, estremamente imprevedibili.  In questo grafico vediamo in rosso il numero degli eventi con M>2 e in blu quello degli eventi con M>3. I numeri sull’asse x sono i mesi dal 24 agosto. È chiaro che i mesi non sono tutti lunghi uguale, ma insomma, si vede come nel mese successivo al 24 agosto e in quello dopo il 30 ottobre ci sono stati moltissimi eventi (e giustamente, il secondo terremoto, essendo ben più forte, ha provocato più scosse del primo); poi la sismicità è scesa a valori molto più bassi.

Il meccanismo degli eventi dell'Appennino Centrale:
una estensione 

ALCUNI CONCETTI FONDAMENTALI DA TENERE A MENTE. voglio qui riassumere alcuni aspetti che non tutti hanno ben chiari:

1. ad eccezione degli sciami sismici, in cui ci sono diverse scosse ravvicinate nel tempo con una Magnitudo simile, in una sequenza sismica normale un singolo evento principale è seguito da una serie di repliche più deboli rispetto al primo, secondo la legge di Omori per la quale in media la frequenza delle repliche diminuisce iperbolicamente con il tempo dopo un forte terremoto. Naturalmente ogni terremoto fa storia a se e quindi i coefficienti della legge di Omori variano da sequenza a sequenza e quindi, e inotre durante l’attenuazione della sequenza non si possono escludere colpi di coda un po' sopra le righe, una situazione che sta diventando molto pesante a Muccia

2. c’è poi una seconda legge, quella di Gutenberg-Richter che integra la legge di Omori: spannometricamente si può dire che il numero di repliche di un evento principale aumenta di 10 volte scendendo di una unità nel valore della Magnitudo: ad esempio un evento M5 sarà seguito da 10 eventi di M 4, 100 di M3, 1000 di M 2 e via discorrendo, fermo restando che sotto un certo limite che mettiamo convenzionalmente a M = 1 gli eventi sismici diventano indistinguibili dal rumore di fondo

Il meccanismo compressivo tipico
dei terremoti emiliani del 2012

3. tra la sismicità dovuta a un quadro tettonico compressivo e la sismicità dovuta a un quadro tettonico distensivo  c’è un abisso nella modalità dei meccanismi focali e in quello che succede dopo: possiamo dire che in un evento compressivo i due lati del piano di faglia si “uniscono” sempre di più; in un evento distensivo invece si crea un vuoto

4. è per questo che la sequenza che segue un evento distensivo dura molto di più rispetto ad una crisi dovuta ad un evento compressivo. Lo possiamo facilmente notare confrontando la durata di pochi mesi delle repliche dei terremoti emiliani del 2012 con quella dell’Appennino centrale attuale; ma anche con quella, distensiva come quella attuale, del 1980 in Irpinia, che ancora nel 1982 ha visto alcuni eventi con M > 4 nella zona epicentrale 

5. è indubbio che la legge di Omori sia rispettata: nell’area interessata dagli eventi principali del 2016 le scosse stanno diminuendo in intensità e frequenza praticamente dappertutto, anche se nella zona di Muccia e di Pieve Torina c’è, come dire, una recrudescenza dei fenomeni dall’inizio del 2018 e in questi giorni è in corso la sequenza di Omori al seguito dell’evento del 10 aprile (che per la cronaca ha un meccansismo focale e una direzione del piano di faglia perfettamente coerente con le scosse principali dell’ottobre 2016).

MAGNITUDO, DISTRIBUZIONE E NUMERO DEGLI EVENTI. Osservando esclusivamente gli eventi con M uguale o superiore a 3, la sequenza iniziata il 24 agosto 2016 è caratterizzata da 3 fasi, come si osserva nelle tre carte qui sotto.

Qui sopra, nella prima fase, dal 24 agosto al 25 ottobre, la sismicità è essenzialmente annidata fra Preci a nord e il lago di Campotosto a sud, ma con gli eventi più meridionali “staccati” dagli altri. Questo denota che il settore del Monte Vettore ancora non ha iniziato a muoversi.

Qui vediamo invece come il 25 ottobre 2016 si attiva anche la parte settentrionale tra Preci e Camerino, e fino al 15 gennaio 2017 le replice coprono tutta l'area tra Muccia a nord e Pizzoli a sud, a parte una leggera discontinuità che separa gli eventi della zona di Amatrice da quelli di Campotosto. 

Dopo il 15 gennaio 2017 non esiste più il gap tra Amatrice e Campotosto e la distribuzione delle repliche è praticamente continua.

Quello che si può notare è che applicando la legge di Gutemberg – Richter i conti ancora non tornano: ci dovrebbero essere stati, dopo il 30 ottobre, 10 eventi con M compresa tra 5 e 6, 100 con M compresa fra 4 e 5 e 1000 con M compresa fra 3 e 4. Invece siamo a 5 (e tutti fuori zona, il 30 ottobre è stata interessata l’area più a nord, e queste repliche intense sono annidati a Campotosto, esattamente dalla parte più a sud…), 65 e poco più di 1000 (il valore di 1132 per questioni grafiche comprende anche gli eventi dello spoletino e qualcun altro fuori dalla zona “calda”). Insomma, ce ne sono stati meno nelle classi di Magnitudo superiore (la metà di quelli aspettati) e un numero abbastanza compatibile in quella di M tra 3 e 3.9.

Dal punto di vista temporale in tutta l'area interessata gli eventi complessivi con M3+ sono 260 entro il 23 ottobre 2016, e 957 entro il 14 gennaio 2017; consoderando solo la zona del M 6.5 del 30 ottobre 2016 i 3 eventi più forti che hanno seguito la scossa principale sono:

M 4.8 1 novembre 2016

M 4.7 3 novembre 2016

M 4.6 10 aprile 2018

Naturalmente questo non vuole dire che ci saranno per forza altri eventi forti per colmare il gap nelle magnitudo più alte secondo la legge di Gutemberg -  Richter, ma il rischio esiste.

UN CONFRONTO FRA OGGI E IL PASSATO. La domanda fondamentale è se precedenti terremoti di simile entità nell’Appennino Centrale abbiano avuto la stessa evoluzione di quella attuale. In parte, consultando e cronache storiche, la risposta può essere considerata “affermativa”, perché numerose fonti attestano la presenza di repliche prolungate nel tempo; dobbiamo inoltre notare come molti terremoti siano incerti non solo nella magnitudo, ma persino nell'essere avvenuti o meno; questo vale sia per gli eventi sismici principali, ma soprattutto per le repliche. Spesso si legge che le scosse sono durate mesi (o anni), ma non è dato sapere quanti, anche perché in genere gli eventi che restano sono quelli distruttivi e l’evento principale spesso distruggeva praticamente tutto quello che c’era da distruggere: in genere le repliche sono riportate dalle cronache solo se particolarmente avvertibili e/o causa di frane o ulteriori rovine negli edifici. E sicuramente una loro buona parte non è stata citata. Ne segue che il catalogo è sicuramente lacunoso.

Il post 2016 si differenzia dalle precedenti sequenze per alcune condizioni particolari dal punto di vista umano:

• le cronache del passato non possono citare le scosse strumentali, e, come ho detto, sono abbastanza lacunose anche su eventi sismici “molto sopra le righe” (quando, appunto, non hanno provocato effetti pratici).
• fino al 1915 non ci sono registrazioni sismometriche e, come fa notare Alessandro Amato, mai nella storia italiana la rete sismografica è stata particolarmente sofisticata nel numero e nella qualità dei sensori (una condizione ben più dettagliata non solo rispetto al 1915, ma anche rispetto al 1997 e al 2009)
• la Magnitudo decisamente più alta rispetto agli eventi principali recenti (1997 e 2009)

Quindi non è possibile dire se questa sequenza si differenzia da altre di Magnitudo simili documentate dalle fonti storiche. Tantomeno è possibile prevedere quando il tutto si esaurirà.

MUCCIA, PIEVE TORINA E DINTORNI. Veniamo ora ai possibili scenari futuri, argomento del contendere di questi giorni con la parola d’ordine “cosa succede a Muccia e a Pieve Torina?”. La persistenza dell’attività nella zona settentrionale è probabilmente dovuta alla maggiore intensità del terremoto del 30 ottobre nei confronti di quello del 24 agosto, ma è innegabile che dopo una fase di stasi nella seconda metà del 2017, la “coda” si sia nuovamente intensificata. Non chiedetemi però il perché….

Venendo agli utlimi 2 mesi, dal 4 aprile ci sono stati fino alle 10.00 del 23 maggio 2018, nell’area molto localizzata evidenziata nella carta, 172 eventi con M > 2.1, dei quali 19 con M 3+ con le punte di M 4.0 il 4 aprile e 4.6 il 10 aprile. Non solo: in quest’area dall'inizio del 2018 si registra un’attività superiore a quella dei mesi precedenti, come si vede dal grafico qui accanto: da gennaio 2018 ben 36 dei 38 eventi con M >3 di tutta l'area tra Muccia e Pozzoli sono stati registrati qui.

L’evento del 4, ma soprattuto quello del 10, hanno innescato a loro volta una sequenza di Omori e si vede che in questo caso la legge di Gutemberg-Richter sottostima un po' il numero delle repliche.

Dobbiamo poi registrare una leggera ripresa negli ultimi giorni, dopo un paio di settimane fondamentalmente calme; in particolare un evento del 21 maggio è stato il più forte dopo il 10 aprile.  Per fare un confronto con le sequenze storiche ci si dovrebbe domandare quanti di questi eventi non solo sarebbero stati avvertiti dalla popolazione, ma soprattutto di quanti resterebbe nelle cornache il ricordo. Probabilmente ben pochi… senza la rete di INGV la maggior parte sarebbe passata inosservata e, se fosse successo anche solo 200 anni fa, le cronache storiche probabilmente non avrebbero registrato il ricordo dell’evento del 10 aprile 2018.

I POSSIBILI SCENARI FUTURI. Purtroppo, come ho detto, non si possono fare previsioni, ma è possibile delineare degli scenari futuri, a scala locale (la zona interessata dal 24 agosto 2016 in poi) e a scala regionale (l’Appennino centrale).

A scala locale lo scenario ottimale dal punto di vista umano sarebbe “finisce tutto subito”. Purtroppo non è realistico, nel senso che l’attività della sequenza sismica innescatasi nel 2016 sta ancora continuando. In questo quadro di generale diminuzione della frequenza e dell’intensità delle repliche sono purtroppo possibili  ancora “colpi di coda” come questo di Muccia, con il dubbio  sulla scarsa quantità delle repliche di M più alta e del perché della ripresa dopo una stasi. Insomma.. ancora “non ci siamo”.

La distribuzione irregolare nel tempo degli
eventi sismici maggiori dell'appennino centrale
 è chiaramente evidente in questo grafico
tratto da Tondi e Cello (2003)

A scala dell’Appennino centrale, torniamo al gennaio 2017 e al comunicato della Commissione Grandi Rischi, che ho commentato qui: gli eventi sismici nell’Appennino centrale non sono distribuiti casualmente nel tempo, ma tendono a raggrupparsi in cluster temporali ben definiti.

Esaminando il “catalogo parametrico dei terremoti italiani” dell’INGV, si notano dei momenti in cui il settore a cavallo fra Lazio, Umbria e Marche è stato colpito da una serie di eventi con M superiore a 5.5 ravvicinati nel tempo: limitandosi al periodo tra il XIII e il XVIII secolo, è successo per esempio tra il 1269 e il 1279 e negli anni 1348 – 49, e tra il 1458 e il 1466, mentre in tutto il 1500 si segnala una attività scarsissima e nel 1600 si contano “appena” 3 eventi maggiori, tutti in un lasso temporale ristretto; nella prima metà del XVIII secolo, invece, si sono verificate scosse intense circa ogni 10 anni (1703, 1719, 1730, 1741, 1747 e 1751), poi dopo qualche decennio di calma abbiamo terremoti nel 1781, 1785, 1791 e 1799. Vediamo la distribuzione nel tempo dei terremoti più importanti in questa figura tratta da Tondi e Cello (2003).

Comunque, ci sono anche degli eventi “isolati”, come nel 1298, 1328, 1599, per cui l'asserzione "se abbiamo un evento forte, allora ne verranno altri" è stata per fortuna varie volte contraddetta.  Adesso abbiamo avuto in 20 anni il 1997, il 2009 e il 2016 (più qualche alto evento un po' fortino). Quindi è indubbio che siamo di fronte ad una crisi sismica importante. Crisi che potrebbe essere conclusa con solo queste 3 sequenze principali, o forse 4 se gli eventi del 24 agosto e del 30 ottobre possano essere considerati distinti oppure appartenenti alla stessa sequenza. Comunque il problema è che attualmente la pericolosità sismica nelle aree dell’Appennino Centrale adiacenti a quelle interessate dalle sequenze dgli ulimi 20 anni è teoricamente più elevato di quello che c’era 50 anni fa.

Le strutture sismogenetiche principali sono suddivise in due sistemi grossomodo paralleli, uno orientale che va dal Vettore alla Maiella e uno occidentale che va da Colfiorito all’alta valle del Sangro (Galadini e Galli, 2000). C’è poi un terzo allineamento, ancora più occidentale, non compreso nella carta  e obliquo rispetto ai due precedenti, che dalla Valtiberina e dalla valle Umbra arriva a Leonessa e alla valle del Salto unendosi a quello occidentale nell’area del Fucino (Boncio et al, 2004). Ne ho parlato in dettaglio qui.

Queste faglie accomodano la deformazione provocata dalla estensione (di oltre 1,5 mm /anno) che sta subendo la crosta, perché il settore adriatico si muove verso Est più di quanto non lo faccia il settore tirrenico (Farolfi e Delventisette 2016, (ne ho parlato qui). Dei due sistemi, negli ultimi secoli quello occidentale è stato più attivo di quello orientale e gli eventi del 1979 (Valnerina), 1997 e 2009 appartengono a questo, come quasi tutti gli altri forti terrmeoti storici, mentre il sistema orientale ha originato i terremoti del 2016, e quelli del Fabrianese e quelli di Amatrice e Laga del XVII secolo.

Secondo la Commissione Grandi Rischi i settori più a rischio attualmente sono quello di Norcia, che fa parte del sistema occidentale, perché si trova in mezzo fra le zone interessate nel 1997 e nel 2009 ed è di fronte al settore attualmente interessato dalla sequenza, quello della Laga, perche è quello immediatamente a sud del settore del Vettore (ma forse gli eventi di Campotosto sono già una risposta) e l’Alta Valle d’Esino, fino a Fabriano, dove il terremoto Mw 6.2 del 24 aprile 1741, che seguì e precedette il gli eventi del 1747 e 1751 della zona di Gualdo Tadino.

Ripeto nuovamente, comunque, il concetto: NON non si tratta di una previsione ma si tratta di una valutazione scientifica di possibili scenari. Le previsioni, checchè ne pensino i soliti personaggi, NON sono attualmente possibili. Punto e basta.

Dal punto di vista pratico, la cosa principale che emerge dallo scenario peggiore è che per la ricostruzione si dovrà tenero conto del rischio sismico elevato e che sono numeriosi gli edifici nelle zone vicine che vanno urgentemente adeguati.

Boncio et al 2004. Defining a model of 3D seismogenic sources for seismic hazard assessment applications: the case of central Apennines (Italy). J. Seismol. 8, 407–425

Galadini e Galli (2000) Active tectonics in the central Apennines (Italy) — input data for seismic hazard assessment. Natural Hazards 22: 225–270

Tondi e Cello (2003) Spatiotemporal evolution of the Central Apennines fault system (Italy) Journal of Geodynamics 36, 113–128