L'eruzione e i terremoti etnei di questi giorni

Come spesso succede nell’immediato dopo alcuni disastri, in questi giorni si parla spesso di Geologia e parecchio, purtroppo, a sproposito. Una cosa interessante da notare, comunque, è che sia l’Anak Krakatoa che l’Etna erano in eruzione da un bel po' nel disinteresse generale: nessuno tranne coloro che seguono in Italia gli eventi vulcanici mondiali a livello mondiale sapeva di questa eruzione del vulcano nello stretto della Sonda in corso da mesi, né che un allerta per un possibile evento simile (frana su un’isola vulcanica con un principio di eruzione) era venuto pochi mesi prima per una possibile eruzione a largo della costa settentrionale della Nuova Guinea. Purtroppo sulla questione dell’Etna sono venute fuori tanti di quei concetti balordi che meritano una certa attenzione, al pari della necessità di evidenziare come pessimo giornalismo gli sproloqui di quei fenomeni che scrivono post con titoloni acchiappa-click su supervulcani nascosti nel Tirreno e associati megatsunami, senza contare che – ad esempio – lo Stromboli di tsunami veri ne fa una media di 3 al secolo e che bisognerebbe invece ricordare quanta popolazione in Italia è esposta a rischi più reali come frane, alluvioni e terremoti.

Le faglie del versante occidentale dell'etna da De Guidi et al, 2012

LE FAGLIE DEL VERSANTE OCCIDENTALE DELL’ETNA. In questa carta presa da De Guidi et al (2012) si vedono diverse faglie lungo il fianco orientale del vulcano. Per quanto riguarda quelle del fondo marino antistante, me ne sono occupato giusto poco tempo fa in questo post.  Ma veniamo a oggi. 

Nel basso versante orientale dell’Etna il sistema di faglia delle Timpe è costituito da diversi segmenti di faglia, immergenti verso il Mare Ionio, orientati NNE-SSW nel settore nord-orientale (Sistema di Piedimonte) e NNW-SSE nel settore sud-orientale (Sistema di Acireale-S. Alfio): sono faglie estensionali ma mostrano pure una certa componente di movimento laterale. Queste strutture formano scarpate (“timpe” è un termine che in varie regioni dell'Italia meridionale indica un rilievo o, appunto, un dirupo) di età pleistocene superiore - olocene che controllano fortemente la topografia e il reticolo idrografico, caratterizzate da una sismicità poco profonda. Le Timpe sono state considerate la continuazione verso nord della scarpata ibleo – maltese, la struttura che divide la crosta continentale siciliana da quella oceanica dello Jonio (Siniscalchi et al., 2012), e in questo quadro continuerebbero ancora a nord del vulcano fino a Taormina con direzione SSW-NNE per poi proseguire verso NNE sul fondo marino come Faglia di Taormina (da non confondere con la “linea di Taormina” che è un’altra cosa); di recente è stato però visto che questo sistema si muove verso est insieme a tutto il fianco orientale del vulcano: è quindi possibile, invece, che queste faglie siano semplicemente strutture derivate da questo scivolamento (Bonforte and Puglisi, 2006).

L’Etna è un vulcano dalla storia molto complessa e le Timpe hanno ospitato, tra 220 e 121 mila anni fa la fase appunto detta “delle Timpe” in cui si formò un vulcano a scudo (come quelli hawaiiani, per intendersi), allungato in direzione NNW-SSE. L’attività si è successivamente spostata verso ovest e il magma è cambiato per cui si sono formati i vari stratovulcani successivi. Come è stato fatto in Italia parecchie volte per datare sismi precedenti, sono stati dei tentativi di rilevare movimenti precedenti scavando delle trincee lungo alcune di queste faglie, ma purtroppo non c’è stato niente da fare: i movimenti di queste strutture avvengono anche senza provocare terremoti e i due tipi di movimento non sono distinguibili fra loro (Azzaro et al., 2000 per le Timpe e Ferreli et al., 2002 per la Pernicana)

I FONDAMENTALI EVENTI DEL NATALE 2018. Si può dire che l’attuale eruzione dell’Etna sia iniziata diversi mesi fa (o, forse meglio, più che l’eruzione, il periodo ad attività superiore a quella di fondo: diciamo che alle volte è un po' difficile in un vulcano come questo distinguere una debole attività eruttiva da una fenomenologia di fondo); il 24 dicembre c’è stata una improvvisa impennata, quando nell’edificio vulcanico si è intruso un dicco che ha provocato una fuoriuscita di magma nell’alta Valle del Bove, descritto con attenzione da Marco Neri di INGV: nella notte fra il 25 e il 26 dicembre un terremoto con epicentro tra Viagrande e Trecastagni ha scosso il versante orientale dell’Etna. Come conferma il blog di INGV sui vulcani il terremoto della notte del 26 dicembre è verosimilmente legato all’attivazione della faglia di Fiandaca e della faglia di Pennisi, due delle strutture più meridionali del sistema tettonico delle Timpe. Il danneggiamento maggiore è infatti distribuito lungo tali strutture vulcano-tettoniche, insieme ai vistosi effetti di fagliazione superficiale associati all’evento sismico. La distribuzione del danneggiamento e l’estensione della fagliazione sono molto simili a quelle riportate dalle fonti storiche per il terremoto dell’8 agosto 1894 (Int. max 8-9 EMS, Mw 4.6), che ruppe la faglia di Fiandaca per l’intera lunghezza.

La Magnitudo, oggi come nel 1894, non è stata particolarmente importante, ma in entrambi i casi lo è stata la risposta del suolo, semplicemente perché si è trattato di un evento superficiale. Paragonando i terremoti ai suoni, una esplosione viene percepita anche a grande distanza: io ad esempio ho sentito distintamente l’esplosione della bomba dell’attentato ai Georgofili anche se ero in casa a poco più di 3 km di distanza (mi ricordo che pensai “strano, un temporale … il cielo è sereno”, salvo poi rendermi conto la mattina dopo di che cosa era realmente successo); invece l’urlo isolato di una persona non arriva certo a quelle distanze, ma l’effetto di un urlo direttamente in un orecchio sarà indubbiamente maggiore di quello di una esplosione a km di distanza. Il terremoto della notte del 26 è quindi paragonabile ad un urlo in un orecchio: ha violentemente interessato l’area epicentrale ma non è stato percepito a distanza.

L'immagine evidenzia il movimento lungo la faglia di Fiandaca (FPF), un movimento minore lungo la Pernicanae l'espansione del vulcano dovuta alla messa in posto del dicco

LE DEFORMAZIONI VISTE DA SATELLITE. Una prima valutazione delle dislocazioni rilevate dal radar interferometrico di uno dei satelliti della costellazione Sentinel, visibile nella immagine qu sopra, che confronta l'ultima immagine, scattata dal satellite dopo i terremoti, con quella immediatamente precedente scattata 6 giorni prima, quindi precedente all'intrusione: ogni frangia corrisponde a 1 cm di dislocazione e si vedono chiaramente alcune cose:

• una gran parte della deformazione si annida verso la cima del vulcano ed è dovuta all’intrusione del dicco del 24 dicembre che ha prodotto un “allargamento” del vulcano con una deformazione massima di circa 16 cm verso Ovest e 20 cm verso Est
• la sismicità degli ultimi giorni ha interessato massicciamente la faglia di Fiandaca, qui chiamata di Fiandaca-Pennisi (FPF), dove si registra uno spostamento massimo relativo tra i due lati di 20 cm 
• nel periodo ci sono stati movimenti minori (qualche centimetro) anche lungo altre faglie e cioè quelle della Pernicana, di Ragalna e di Borello-Ognina (queste ultime due troppo a sud per essere viste dalla carta che ho presentato precedentemente)

Il distacco della Calabria dalla Sardegna e l'apertura del Tirreno, da Gvirtzman e Nur (2001)

Vulcanismo e tettonica dell'italia Meridionale, da Cocchi et al (2017)

RELAZIONI FRA SISMICITÀ, STROMBOLI ED ETNA. La contemporaneità fra le due eruzioni (o, meglio, fra le due fasi parossistiche) è stata immediatamente notata (e non poteva essere altrimenti…). Quanto al dilemma se questo terremoti sia stato vulcanico o tettonico, è possibile pensare ad una sequenzialità degli eventi e cioè che l’intrusione del dicco abbia provocato un aumento dello sforzo nel settore orientale del vulcano, innescando il movimento lungo la faglia. 

Una prima considerazione: mi risulta che il vulcanologo a cui è stato attribuita una ipotesi di collegamento fra Etna e Stromboli abbia smentito di averlo detto (e non avevo dubbi sul fatto che non avesse mai fatto tale affermazione). Apparentemente l’unico collegamento fra i due vulcani, che hanno magmi completamente diversi fra loro, è lo slab ionico: la crosta dello Ionio scende sotto la Calabria e il Tirreno (tecnicamente: subduce sotto l’arco calabro – peloritano), causando i terremoti profondi sotto il Tirreno. Grazie a questa subduzione si è aperto il Tirreno, con l’arco calabro – peloritano che, originariamente attaccato alla Sardegna, si è mosso verso sud-est:

Stromboli, dunque, è un tipico esempio di magmatismo di arco magmatico sopra una placca in subduzione (anche se la cosa potrebbe essere un po' più complessa, stando che oltre a classiche rocce calcalcaline troviamo trachiti ed altro di affinità shoshonitica (Peccerillo, 2001)

il vulcanismo etneo invece dovrebbe essere collegato al lato di questa crosta in subduzione (ho parlato di recente di questo tipo di vulcanismo), ma il meccanismo è ancora non troppo chiaro. Una bella discussione in materia è stata pubblicata nel 2018 (Neri et al, 2018).

Stromboli è in eruzione “permanente” ma ovviamente registra alcuni momenti parossistici in cui l’attività aumenta, e non sono pochi. In questo caso l’elevazione dell’allerta nell’isola da parte della Protezione civile è arrivata il 20 dicembre. L’Etna non è in eruzione permanente ma ci va frequentemente e negli ultimi anni l’aeroporto di Catania ha subito parecchie volte delle limitazioni o chiusure a causa della cenere vulcanica. Insomma, anche dal punto di vista statistico non sarebbe difficile avere entrambi i vulcani in attività “conclamata” e questo potrebbe portare ad un “bias osservativo”, cioè a evidenziare maggiormente queste coincidenze in modo involontario.

C’è però un precedente molto recente e molto interessante, la stagione 2002 – 2003 in cui oltre ai due vulcani ci sono state delle manifestazioni idrotermali violente a Panarea (che è tutt’altro che un vulcano spento...) e una serie di terremoti importanti fra Italia centro – meridionale e Algeria: nell’estate – autunno 2002 la sequenza in mare a nord di Palermo (con 2 eventi a M superiore a 5), una lunga serie di eventi nelle Timpe che hanno fatto pure diversi danni, sempre perché di ipocentro molto superficiale, il tragico terremoto del 1 novembre a San Giuliano di Puglia e, per finire, quello M 6.3 davanti ad Algeri. Questa coincidenza temporale tra le eruzioni dell’Etna, quelle dello Stromboli e l’attività sismica è stata registrata anche nel passato. Ma non conosco abbastanza bene i termini della questione, e quindi non sono sicuro che non ci sia, nel vedere delle connessioni, anche un bias osservativo, cioè considerare più del dovuto i momenti in cui entrambi i vulcani sono in eruzione.

Diciamo che quanto successo nel 2002 – 2003 possa indurre a pensare ad un contesto di crisi sismica. Come esempio di crisi sismica faccio spesso notare quello che è successo tra il 1916 e il 1921m, quando tutto l’Appennino settentrionale da Rimini a La Spezia è stato interessato da una serie di terremoti molti forti piuttosto inusuale, anche se sono state colpite aree notoriamente sismiche in cui però la sismicità ad alto livello non è particolarmente frequente. 

In molte zone del mondo è stata osservato un aumento anche dell’attività vulcanica durante (o in prossimità) di forti terremoti. Insomma, un legame tra i due vulcani (non magmatico, ma dal punto di vista tettonico) potrebbe esserci ma non è ancora chiaro. È stata anche notata, a proposito dell’Etna, una sincronia fra eruzioni molto significative (non quelle attuali) e i principali terremoti della Sicilia (Feuillet et al 2006).

LA QUESTIONE “EDILIZIA E ALLARME”. E veniamo alle note dolenti e cioè alla grave situaizone del patrimonio edilizio. Qualcuno sostiene che l’evento sismico era prevedibile, altri ad esempio ce l’hanno addirittura con gli scienziati che non avrebbero previsto il terremoto (o, peggio, che hanno taciuto sul rischio). Storia vecchia che parte dalla triste vicenda aquilana e che cercò di usare dopo Amatrice il CODACONS (al quale scrissi un messaggio non proprio pacifico...). Ora, sperando che questi strepiti si fermino qui, faccio alcune “considerazioni sparse” sull’argomento:

1. si tratta di una zona a forte rischio sismico, come dimostrano sia il terremoto dell’8 agosto 1894, che è simile a quello del 2018 (magnitudo bassa ma danni ingenti) e quello del 1818
2. l’eruzione è iniziata parecchi mesi fa, non la vigilia di Natale
3. come ho già fatto notare qui sopra non è inusuale che ci siano terremoti lungo le Timpe in corrispondenza di eruzioni (per esempio nel 2002 – 2003), quindi lo scenario di uno o più eventi sismici lungo quel sistema direttamente connessi in qualche modo ancora non chiaro con l’eruzione non poteva essere escluso, specialmente dopo l’intrusione del dicco

Mi chiedo quindi cosa avrebbero dovuto fare le Autorità, forse sgomberare tutta l’area etnea quando è iniziata l’eruzione?  Vi domando: io non ho la più pallida idea di quello che sarebbe successo, ma come fai a tenere fuori dalle case per mesi gli abitanti (praticamente da Giugno) senza che succeda qualcosa?

Data quindi la storia sismica dell’area è quindi ovvio che la soluzione dovrebbe essere quella di avere edifici costruiti bene e in luogo adatto, in grado di resistere ad accelerazioni del suolo anche ben maggiori di quelle – alla fin fine modeste – per la tecnologia attuale che si sono verificate nella notte del 26 dicembre, quando si è registrata una accelerazione massima di 0,3g, un livello  oltretutto probabilmente connesso ad amplificazioni locali delle onde sismiche e da cui discende la questione importante del “dove” costruire, oltre al “come” farlo.

Ma, attenzione, evitiamo cortesemente insulti alle popolazioni etnee, perché in quelle condizioni è una buona parte degli edifici del nostro Paese, anche nel “civilissimo Nord”.

Anche questo terremoto, insomma, dimostra come andiamo orgogliosamente avanti nell’irresponsabilità più totale fino a quando si piangeranno nuove vittime al prossimo terremoto “maggiore”, quando questo – prima o poi – accadrà. 

Azzaro, R., Bella, D., Ferreli, L., Michetti, A.M., Santagati, F., Serva, L., Vittori, E., 2000. First study of fault trench stratigraphy at Mt. Etna volcano, Southern Italy: understanding Holocene surface faulting along the Moscarello fault. J. Geodyn. 29, 187–210.

Barreca et al 2013 A pilot GIS database of active faults of Mt. Etna (Sicily): A tool for integrated hazard evaluation Journal of Volcanology and Geothermal Research 251 170–186 

Bonforte e Puglisi 2006. Dynamics of the eastern flank of Mt. Etna volcano (Italy) investigated by a dense GPS network. J. Volcanol. Geotherm. Res. 153, 357- 369 

Cocchi et al (2017) Volcanism in slab tear faults is larger than in island- arcs and back-arcs Nature communications DOI: 10.1038/s41467-017-01626-w

De Guidi et al, 2012 New insights into the local crust structure of Mt. Etna volcano from seismological and morphotectonic data Journal of Volcanology and Geothermal Research 223-224, 83-92 

Ferreli, L., Michetti, A.M., Serva, L., Vittori, E., 2002. Stratigraphic evidence of coseismic faulting and aseismic fault creep from exploratory trenches at Mt. Etna volcano (Sicily, Italy). In: Ettensohn, F.R., Rast, N., Brett, C.E. (Eds.), Geological Society of America Special Paper, 359. Ancient Seismites, Boulder, Colorado, pp. 49–62.

Feuillet et al 2006 Stress interaction between seismic and volcanic activity at Mt Etna Geophys. J. Int. (2006) 164, 697–718 

Gvirtzman e Nur (2001) Residual topography, lithospheric structure and sunken slabs in the central Mediterranean Earth and Planetary Science Letters 187,117-130

Neri et al 2018 Etnean and Hyblean volcanism shifted away from the Malta Escarpment by crustal stresses Earth and Planetary Science Letters 486 15–22 

Peccerillo 2001 Geochemical similarities between the Vesuvius, Phlegraean Fields and Stromboli Volcanoes: petrogenetic, geodynamic and volcanological implications Mineralogy and Petrology 73, 93-105 

Siniscalchi et al 2012. Flank instability structure of Mt Etna inferred by a magnetotelluric survey. Journal of Geophysical Research 117. http://dx.doi.org/10.1029/2011JB008657.