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.


martedì 26 aprile 2022

I Satelliti per l'osservazione del territorio - Caffè-Scienza mercoledì 27 aprile ore 21 in presenza e su Youtube


Mercoledì 27 aprile alle ore 21 l’associazione Caffe-Scienza Firenze e Prato APS organizza alla SMS di Rifredi un incontro sui satelliti, visibile anche in streaming sul canale Youtube di Caffescienza (Qui c’è il link alla pagina dell'incontro. 
Negli anni ‘70 del XX secolo gli stessi che oggi pensano che sia inutile mandare un elicottero su Marte erano lì a chiedere a cosa servisse mandare satelliti intorno alla Terra (non parliamo poi della corsa alla Luna). Ed in effetti persino la NASA era alla ricerca di possibili usi. 
50 anni dopo, sarebbe praticamente impossibile concepire il mondo odierno senza l’apporto dei tantissimi satelliti che girano intorno alla Terra, di dimensioni e di orbite estremamente variegate. Le loro applicazioni sono innumerevoli, dalle telecomunicazioni ad applicazioni scientifiche e tecniche incredibilmente specifiche.

In questo incontro parleremo di alcuni tipi di satelliti per l’osservazione scientifica con importanti risvolti applicativi. 
  • I satelliti meteorologici: probabilmente fra i più noti al pubblico (chi non ha mai visto le immagini dei MeteoSAT???) raccolgono informazioni sulle condizioni meteo-atmosferiche in tempo reale di vaste zone del pianeta. I centri di ricerca meteorologici usano per le previsioni e sono anche essenziali per osservare in diretta l’evoluzione di fenomeni critici come importanti perturbazioni.
  • Una classe importante di satelliti a scopo scientifico sono quelli che si occupano dell’uso e delle condizioni della superficie terrestre. Raccolgono dati non solo sull’uso del territorio, ma per esempio dati su caratteristiche fisiche del suolo come umidità e temperatura e su tipo e stato di salute della vegetazione, e sono particolarmente utili per l’agricoltura e per la sorveglianza delle foreste. 
  • Da ultimo i “miei” satelliti radar, quelli che uso per il mio lavoro. A bordo dei satelliti InSAR radar particolari riescono a fornire indicazioni sui movimenti del terreno con precisione millimetrica. Sono usati soprattutto per la sorveglianza delle frane e delle deformazioni nelle aree vulcaniche e di quelle durante i terremoti. Di recente sono stati impiegati con successo e proprio dal sottoscritto anche per verificare a scala molto più fine rispetto a quanto era possibile con altri metodi i movimenti tettonici che interessano le aree geologicamente attive.
A Firenze ci sono diverse eccellenze riconosciute in campo internazionale nella ricerca scientifica applicata tramite l’uso dei dati provenienti dai satelliti e 3 di queste saranno protagoniste della serata: 
il LAMMA (consorzio pubblico tra la Regione Toscana e il Consiglio Nazionale delle Ricerche) per la meteorologia è una delle realtà più note per la meteorologia a livello europeo
All’università il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agrarie, Alimentari Ambientali e Forestali ha sviluppato il GEOLAB, laboratorio di geomatica satellitare, osserva “dall’alto” il territorio e la salute della vegetazione, mentre il gruppo di Geologia Applicata del dipartimento di Scienze della Terra e del centro di Protezione Civile rappresentano uno dei centri più importanti a livello mondiale per lo studio dei movimenti del terreno con i satelliti radar.

Gli esperti di questo Caffè-Scienza saranno:

Samantha Melani, che parlerà dei satelliti meteo. È co-docente di Fisica dell’Atmosfera presso il Dipartimento di Fisica e Astrofisica di UNIFI, è ricercatrice presso l’Istituto per la BioEconomia del Consiglio Nazionale delle Ricerche, e collabora da molti anni alle attività del Consorzio LaMMA. I suoi principali interessi di ricerca riguardano lo studio della fisica delle nubi e della precipitazione, la meteorologia satellitare e la radar meteorologia con applicazione al monitoraggio e alla caratterizzazione di eventi meteorologici intensi a diverse scale spazio-temporali.

Gherardo Chirici è Professore Ordinario di Inventari Forestali e Telerilevamento, direttore del geoLAB – Laboratorio di Geomatica Forestale (www.geolab.unifi.it), vice-presidente dell'Associazione Italiana di Telerilevamento. I suoi principali interessi di ricerca sono il monitoraggio delle foreste, l’applicazione del telerilevamento all'ecologia del paesaggio e al monitoraggio della biodiversità, la pianificazione territoriale multiscala e la gestione sostenibile delle risorse forestali.

Mentre per quanto riguarda i satelliti Radar... dovrete accontentarvi del sottoscritto

Per chi può quindi, in presenza o su Youtube, arrivederci a mercoledì 27 aprile ore 21.00 (circa….)

sabato 19 febbraio 2022

Pozzuoli e la nascita della Geologia moderna

 
Il più prestigioso riconoscimento per contributi eccezionali nelle Scienze della Terra è la medaglia Lyell, assegnata ogni anno dalla Geological Society of London. Nella medaglia Lyell sono raffigurate le colonne del tempio di Serapide a Pozzuoli. Vediamo perché.

la Medaglia Lyell: davanti l'effige del grande geologo, dietro le colonne del tempio di Serapide

SCIENZE DELLA TERRA E SCIENZE DELLA VITA FRA '700 E '800. Tra il XVIII e il XIX secolo la Scienza ha combattuto due battaglie fondamentali per il sapere odierno della Storia Naturale, risolvendo il dibattito fra creazionismo ed evoluzionismo nelle Scienze della Vita e fra catastrofismo e gradualismo nelle Scienze della Terra. 
Nelle Scienze della vita gli “equilibri punteggiati” di Gould ed Eldredge e le estinzioni di massa (vista talvolta con scettiscismo nel XX secolo proprio perché “violavano” l'estremo gradualismo darwiniano) hanno un po' riportato in auge una sorta di catastrofismo in cui dopo una estinzione di massa i pochi sopravvissuti sono protagonisti di importanti differenziazioni con una serie di nuove radiazioni evolutive contemporanee; invece nelle Scienze della Terra il gradualismo “assoluto” continua a resistere bene nonostante la grande rivoluzione a cavallo degli anni ‘50 e ‘60 del XX secolo, quando si affermò all’improvviso la Tettonica delle placche dopo 40 anni di un dibattito iniziato nel 1916 da Wegener con la teorizzazione della deriva dei continenti. Ne ho parlato qui. Anzi, direi che se appunto il gradualismo darwiniano (ma – attenzione – non l’evoluzionismo in quanto tale!) è stato un po' attutito, la tettonica a placche ha ulteriormente rafforzato – se ce ne fosse stato bisogno – gradualismo e attualismo, spiegando con eleganza l’origine delle rocce contenute nelle catene montuose e rivelando la storia di vecchi oceani del passato simili a quelli attuali, aperti e chiusi dai lenti movimenti dei continenti trascinati dalle placche.

James Hutton (1726 - 1797)
CATASTROFISMO CONTRO UNITARIANESIMO. Al pari del dibattito in Scienze naturali su creazionismo ed evoluzionismo, nella Geologia del ‘700 e dei primi dell’800 si è assistito allo scontro fra il catastrofismo, secondo il quale la Terra era stata plasmata da poche catastrofi – l’ultima delle quali è stata naturalmente il diluvio universale – e l’unitarianesimo, che disegnava una gradualità nel modellamento della superficie terrestre. Il campione massimo indiscusso dell’unitarianesimo è stato lo scozzese James Hutton (1726 – 1797) che nel suo libro The System of the Earth, Its Duration and Stability del 1785, teorizzò il principio dell’attualismo secondo il quale le leggi e i processi che governano oggi la Natura sono gli stessi del passato. Corollario importante di questo principio è che il passato è la chiave per leggere il presente tanto quanto il presente è la chiave per leggere il passato. 
Come Wegener 150 anni dopo, non è che James Hutton convinse “tutti” (e rispetto a Wegener aveva contro buona parte del mondo religioso come in seguito fu per Darwin e anche adesso abbiamo problemi del genere): dal 1785 la vittoria di questo schieramento la dobbiamo a Charles Lyell (1797 – 1875) e ai suoi Principles of Geology, pubblicati tra il 1830 e il 1832, un libro che sta alla Geologia come “l’origine delle specie” sta alle Scienze Naturali (curiosità: Lyell nacque proprio l’anno in cui morì Hutton). A testimoniare l’importanza di Lyell, il più prestigioso riconoscimento assegnato ogni anno dalla Geological Society of London per contributi eccezionali nelle Scienze della Terra è appunto la medaglia Lyell. Nella medaglia da un lato è – ovviamente – rappresentato Lyell. Sul retro invece troviamo le colonne del tempio di Serapide a Pozzuoli.
E non è un caso, perché per i geologi queste colonne di marmo sono qualcosa di straordinariamente importante, che travalica gli aspetti storici e archeologici: se Stenone e Hutton hanno posto le basi della geologia moderna, è qui che si è giocata la battaglia decisiva che ha demolito i catastrofisti.
 
POZZUOLI E LA GEOLOGIA MODERNA. Fra i tanti sostenitori di Hutton un posto particolare lo merita John Playfair (1748 – 1819), scozzese pure lui. Playfair contribuì in maniera decisiva alla diffusione delle idee huttoniane nel libro Illustrations of the Huttonian Theory of Earth (1802): nel capitolo in cui parlava delle apparenti variazioni del livello del mare citò le osservazioni contenute nel libro del 1798 di Scipione Breislak (1750 – 1826) Topografia fisica della Campania, in cui lo scienziato e patriota romano – la cui memoria è stata onorata  degnamente quando il piccolo dinosauro Ciro è stato appunto chiamato Scipionyx samniticus in suo onore – faceva notare come il livello marino nel golfo di Napoli e nella baia di Pozzuoli fosse più basso dell’attuale all’epoca romana. Fra gli esempi portati da Breislak c’era proprio il tempio di Serapide, con l’osservazione che il suo pavimento era sicuramente sopra il livello del mare all’epoca del suo utilizzo. 

Frontespizio dei Principles of Geology
Fra le diverse personalità britanniche che visitavano a quei tempi l’italia non poteva mancare Charles Lyell  (figuriamoci se un geologo poteva farsi scappare Napoli – peraltro tappa significativa anche se distale del Grand Tour – e con la fondata speranza di vedere in eruzione il Vesuvio che all’epoca era abbastanza vivace: difficilmente passavano 5 anni fra un evento e un altro). Naturalmente Lyell aveva letto il libro di Playfair (anzi, non ho indagato in merito ma ritengo assolutamente improbabile che i due non si conoscessero di persona); quindi andò a vedere le colonne e constatò che dopo la loro messa in posto erano finite a lungo sotto il livello del mare in quanto vi sono chiaramente impressi i fori provocati dai litodomi: i litodomi sono molluschi che si attaccano alla roccia e la forano; vivono filtrando le particelle di cibo contenute nelle acque e quindi non possono certo vivere in ambiente subaereo. Le stesse considerazioni sui fori nelle colonne furono fatte anni prima – presumo nel 1788 – da Lazzaro Spallanzani (1729 – 1799). 
Inoltre Lyell dedusse che la parte basale delle colonne era stata ricoperta da sedimenti ed anche questo è vero perché tutto il tempio è rimasto sepolto fino al 1749 quando Carlo di Borbone (1716 – 1788), uomo dai multiformi ruoli reali e all’epoca Re di Napoli, volle vederci chiaro su quelle colonne di marmo che affioravano dal terreno e ordinò uno scavo archeologico.
Il tempio di Serapide rappresentava quindi un classico esempio di gradualismo huttoniano, di un’area che era sopra il livello del mare, è stata successivamente sommersa più o meno lentamente e non a seguito di cataclismi improvvisi, nel periodo dell'affondamento è stata ricoperta da sedimenti sottomarini per poi ritornare sopra il livello del mare. All’epoca ha rappresentato quindi il migliore esempio di una modellazione graduale della superficie terrestre operata da cambiamenti geologici, e per di più con un meccanismo chiaro e ben spiegabile con l’attualismo.
Per questo le colonne del tempio di Serapide hanno meritato di essere raffigurato nel frontespizio del capolavoro di Lyell: Principles of Geology: Being an Attempt to Explain the Former Changes of the Earth's Surface by Reference to Causes now in Operation, uno dei libri “più fondamentali” non solo nella storia della Geologia, ma di tutta la letteratura scientifica in generale ed è per questo che sono raffigurate nella “medaglia Lyell”

E così Napoli ha concorso alla nascita della Geologia moderna, come con Plinio il giovane assistette alla nascita della vulcanologia con la prima descrizione “scientifica” di una grande eruzione vulcanica 

venerdì 11 febbraio 2022

I terremoti di Reggio Emilia del 9 febbraio 2022


Anche prima di averne la certezza con l’emissione da parte di INGV del meccanismo focale era ovvio che gli eventi di ieri sera vicino a Reggio Emilia avessero un meccanismo di faglia inversa suborizzontale (insomma sono sovrascorrimenti, noti internazionalmente come thrust), esattamente come nel 2012. In quella zona sono eventi non molto frequenti ma alle volte hanno una intensità notevole, e purtroppo nella popolazione locale non c’è in genere una consapevolezza di questo, nonostante che già nel 1993 i geologi ferraresi lo avessero sottolineato.

GEOLOGIA DELLA PIANURA PADANA EMILIANA. Qui accanto si vedono i fronti delle pieghe sepolte sotto la pianura padana. Vediamo in dettaglio cosa succede. Grossolanamente la geologia della pianura padana nel settore emiliano – romagnolo, che si vede nella sezione qui sotto, è questa:
1. BASAMENTO ERCINICO PALEOZOICO (non raffigurato): rocce metamorfiche simili a quelle che sitrovano in alcuni settori del lato italiano delle Alpi, formatesi durante l’orogenesi varisica, quando il Gondwana si scontrò con Euroamerica (diciamo nel Carbonifero, tra 300 e 350 milioni di anni fa)
2. SERIE TRASGRESSIVA TRIASSICA (in viola): come ho scritto specificamente in questo post, l’unione fra Gondwana ed Euroamerica è stata molto breve e dopo alterne vicende ha iniziato dal Triassico ad aprirsi la Tetide. Nella futura piattaforma adriatica si sono deposti sedimenti costieri e di mare basso, tra ci degli scisti scuri perché ricchi di materia organica e che rappresentano le cosiddette “rocce – madri” del petrolio padano. Questa serie si ritrova oggi in affioramento solo nel Canton Ticino
3. SERIE CARBONATICA MESOZOICA E TERZIARIA INFERIORE (in azzurro e verde): l'approfondimento del bacino e la collocazione in area tropicale e subtropicale, unita alla mancanza di apporti sedimentari dai continenti, ha consentito la formazione di una spessa serie di calcari sul bordo della placca adriatica. È abbastanza simile alla Serie Toscana
4. SERIE APPENNINICA DETRITICA OROGENICA (in marrone): quando l'area è rimasta coinvolta nella formazione di Alpi e Appennini è cambiata la sedimentazione perchè sono arrivati sedimenti provenienti dai continenti. Si formano quindi argilliti e arenarie
5. SERIE RECENTE DELLA PIANURA PADANA (in giallo e la parte chiara in alto): per un certo periodo (che in appennino dura ancora) una buona parte della zona è emersa e dalla sedimentazione siamo passati all'erosione. Nella pianura Padana in seguito sopra i depositi marini di cui sopra si sono formati (e senza l'intervento umano si formerebbero ancora) depositi fluviali, lacustri e palustri
Fino al punto 4 si tratta di rocce rigide e ben litificate. I sedimenti della pianura padana sono invece caratterizzati da una certa plasticità
TETTONICA. Nell'immagine qui sotto, tratta da Casero (2004) e che rappresenta la parte romagnola (ma il concetto è più o meno lo stesso) vediamo come le rocce terziarie sono piegate e fagliate. Queste pieghe sono visibili tramite prospezioni geofisiche. La deformazione però è talmente intensa che le pieghe si sono rotte e il loro asse si è trasformato in una faglia e quindi queste faglie rimangono confinate in profondità (anche se molto bassa). Pieghe e faglie coinvolgono tutta la serie dal basamento paleozoico alle arenarie terziarie, mentre la copertura sedimentaria recente, poco o per niente solidificata, si comporta in maniera plastica assorbendo la deformazione e gli effetti maggiori sono rappresentati dal sollevamento (visibile però solo grazie a raffinate tecniche di sfruttamento dei dati satellitari). Ci sono anche delle possibili ripercussioni sul reticolo idrografico


I movimenti orizzontali e verticali a cavallo dell'Appennino
MOVIMENTI VERTICALI E ORIZZONTALI. Tutta la fascia posta grossolanamente tra il Po e il crinale appenninico è in forte innalzamento, ad eccezione della fascia lungo la Via Emilia tra la costa e Reggio Emilia, dove è particolarmente evidente la subsidenza antropica.
Vediamo perché.
Il regime tettonico della catena appenninica risulta dal gioco fra due blocchi uno occidentale (tirrenico) e uno dall’altro lato della catena che comprende quindi la pianura padana e la fascia tra la catena e l’Adriatico (blocco padano – adriatico). Questi blocchi hanno movimenti diversi fra loro, misurabili rispetto all’Europa a N delle Alpi, la cosiddetta “Europa stabile”. È stato dimostrato prima dalle misure GPS (Farolfi e Delventisette, 2015 e referenze in quella bibliografia) e poi anche dal nostro lavoro con i dati radar satellitari InSAR (Farolfi, Piombino e Catani, 2019).
Suddividiamo i movimenti nella componente E-W e N-S (questa ultima rilevabile solo con il GPS e non con InSAR). Nella componente EW i due blocchi divergono perché quello orientale si muove verso E e quello occidentale verso ovest. Per cui nel tratto centrale e meridionale dove la catena appenninica è diretta circa NNW-SSE i due blocchi divergono: il risultato sono i grandi sistemi di faglie normali dell’Italia centro-meridionale con la loro importante sismicità, tragicamente nota in tempi recenti per gli eventi di 2009 e 2016.
Da Rimini in su nell’Appennino il regime tettonico diventa compressivo perché quando cambia direzione (lungo la pianura padana diventa all’incirca WNW-ESE) cambiano le cose la componente nord della velocità del blocco tirrenico è maggiore di quella del blocco padano-adriatico, per cui i due blocchi si scontrano.
Lo scontro inizia al di sotto della pianura padana e l’effetto fondamentale sono i grandi sistemi di pieghe e faglie nel sottosuolo.

sismicità risentita a Reggio Emilia
SISMICITÀ STORICA. In tempi recenti oltre al 2012 bisogna ricordate il terremoto del 1996. Nel catalogo parametrico dei terremoti italiani nel 1501 il modenese è stato colpito da un evento di M 6. Specificamente a Reggio Emilia a ieri ci sono ben 128 testimonianze di terremoti, dei quali 4 con risentimento dal VII grado mercalli in su e altri 10 tra il VI e il VII grado. I geologi ferraresi, con il mio carissimo amico Antonio Mucchi lo evidenziarono in un convegno del 1993. 20 anni dopo i loro timori si sono rivelati fondati anche nei più scettici, a parte i fessi che i terremoti dell’Emilia sono di origine antropica

E NO, L’ATTIVITÀ DI ESTRAZIONE DEGLI IDRICARBURI NON C’ENTRA NIENTE. Spero che non vengano fuori le solite fesserie delle trivelle. Ho chiaramente spiegato qui il perché i pozzi di petrolio e di gas non c’entrano nulla. Ribadisco che chi dice che il rapporto ICHESE abbia sancito i rapporti fra estrazione di idrocarburi e terrmoti del 2012 quel rapporto non lo ha letto. Dopodichè si dimentica che ICHESE aveva chiesto comunque un approfondimenti della cosa, che c’è stato con CAVONELAB. Naturalmente questi signori si dimenticano del CAVONELAB.
E da ultimo veniamo a quelli che anche oggi hanno tirato fuori la balla del fracking, uno a caso il mio “amico” che chiamiamo “coso” per non dargli pubblicità, parecchio in difficoltà da quando le scie comiche (ah, no.. chimiche …) non se le fila più nessuno e ha provato a cavalcare la pandemia, ma ha trovato complottardi più giovani, vivaci e organizzati che gli hanno tolto qualsiasi spiraglio:
  • se fossi il geologo responsabile del pozzo di una casa petrolifera e chiedessi di fare il fracking anziché una coltivazione tradizionale di idrocarburi mi proporrebbero per un Trattamento Sanitario Obbligatorio perché proporrei un sistema che costa di più e che in quelle condizioni raccoglie meno
  • è impossibile fare il fracking “clandestinamente” perché sarebbe impossibile nascondere l’enorme prelievo di acqua necessario
  • come ho detto diverse volte, il fracking di suo non genera terremoti quasi mai, ma li genera la reiniezione dei liquidi che ritornano in superficie durante e dopo le operazioni (altra operazione che sotto silenzio non è possibile fare)

Burrato et al (2003) An inventory of river anomalies in the Po plain, Northern Italy: evidence for active blind thrust faulting. Annals of Geophysics 46, 865-882
Casero (2004) Structural setting of petroleum exploration plays in: Geology of Italy - Special Volume of the Italian Geological Society for the IGC 32 Florence-2004 189- 199
Farolfi e Del Ventisette (2015) Contemporary crustal velocity field in Alpine Mediterranean area of Italy from new geodetic data. GPS Solut. 2015, 20, 715–722 
Farolfi, Piombino and 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

sabato 5 febbraio 2022

dissesto idrogeologico: sull’equivoco nell’uso e nell’abuso del termine “rischio” e sul significato di “pericolosità” (questa sconosciuta)


Continuo sempre a notare in caso di disastri un uso improprio del termine “rischio”. La cosa non può stupire in articoli su carta stampata e sul web e in dichiarazioni estemporanee prese a caso, visto il livello di preparazione generale di chi scrive. Il problema diventa enorme quando sono gli addetti ai lavori a parlare impropriamente di “rischio” confondendolo con la “pericolosità” (spesso completamente ignorata). In buona sostanza ho osservato e continuo purtroppo ad osservare una certa confusione fra “pericolosità” e “rischio”: sono due termini ben distinti (e devono esserlo!) ma sono spesso utilizzati l’uno per l’altro come se avessero lo stesso significato. Invece no!!! non è così: pericolosità e rischio hanno significati ben distinti, chiari, differenti e particolari. Il loro rapporto passa attraverso un terzo termine, la “vulnerabilità”.

EDIT: ANNOTAZIONE SULLA QUESTIONE TERMINOLOGICA. A seguito di una serie di osservazioni da parte di geologi che hanno obbiettato sull'uso del termine "dissesto idrogeologico" ho scelto di fare una integrazione in cima al post. Sono ampiamente convinto che "idrogeologico" dovrebbe essere un termine riservato alle falde acquifere e che parlare di "dissesto geo-idrologico" sarebbe MOLTO più corretto. Però ormai in Italia la prassi è questa, piaccia o non piaccia. Ci ho provato anche io nel mio piccolo, ma non è ormai possibile tornare indietro e tocca adeguarsi.

LA PERICOLOSITÀ: UNA CARATTERISTICA INTRINSECA. La pericolosità esprime quanto un luogo sia più o meno predisposto a subire un evento naturale e di quale entità, in base alle caratteristiche geografiche e geologiche proprie e dei dintorni. La “pericolosità idraulica” risulta maggiore accanto ai fiumi e nelle zone più depresse di una pianura rispetto a quanto si trova a quota superiore e/o più lontano dal fiume. Ogni versante sarà caratterizzato da un livello di pericolosità da frana che ruota intorno a diverse caratteristiche come acclività del pendio, litologia e struttura delle rocce: un versante con una sabbia non consolidata sarà più esposto alla pericolosità da scivolamento rispetto ad uno di solido granito, come in una parete di roccia la pericolosità da crollo aumenterà a parità di altri fattori con la sua pendenza.

IL RISCHIO DIPENDE DA COSA C’È. Il rischio, invece, è un concetto che prende in considerazione gli effetti che un evento naturale può arrecare in un certo luogo a cose e persone. Ne segue che se la pericolosità non cambia a meno di cambiamenti morfologici all’interno e nell’intorno del perimetro, naturali o artificiali che siano, il rischio invece varia in base a quello che c’è. Ad esempio un perimetro incolto, senza edifici né strade vicino ad un fiume segnalato a pericolosità idraulica “media” perche ogni tanto si allaga, ha un rischio basso perché una esondazione non comporterebbe nessuna conseguenza su cose e persone. Se però poi qualcuno decide di costruirci qualcosa (si tratterebbe nel caso di una azione improvvida, ma purtroppo è successo molto spesso), la pericolosità rimane uguale, ma il rischio aumenterebbe drasticamente.

PERICOLOSITÀ, RISCHIO E VULNERABILITÀ. La differenza fra termini è quindi sostanziale:
  • la pericolosità si basa esclusivamente sulle condizioni dell’area e del suo intorno e cambia se e solo se avvengono importanti modifiche morfologiche (antropiche o no)
  • il rischio – invece – varia a seconda di quanti beni e persone siano esposti ad un pericolo in una determinata area e quindi varia in base a “quello che c’è”
  • Pericolosità e rischio sono correlati da una espressione che introduce un terzo termine, la vulnerabilità, e cioè la predisposizione di un qualcosa (edificio, strada etc etc) ad essere danneggiato da un certo rischio.
La formula che lega questi tre concetti è R= P x V x E, dove R sta per Rischio, P per Pericolosità, V per Vulnerabilità ed E per il numero degli elementi a rischio.
Il rischio quindi è la moltiplicazione di questi tre fattori. Ovviamente se uno di questi fattori è pari a zero il rischio sarà nullo: ad esempio non ci sarà rischio – frana in mezzo ad una pianura, come sarà zero in un versante interessato da una frana, ma dove non c’è nessuna costruzione o infrastruttura potenzialmente danneggiabile dal movimento franoso.
Da questo segue che in un PAI (Piano di Assetto Idrogeologico) ci possono essere perimetri indicati a pericolosità elevata ma a rischio basso e, specularmente, perimetri a pericolosità bassa e rischio alto.

Il ponte di Garessio che fa da diga 
durante una pienae del Tanaro
OPERE CHE AUMENTANO PERICOLOSITÀ E RISCHIO. Lasciare stare il can che dorme della pericolosità sarebbe una cosa buona e giusta. Purtroppo realizzando qualcosa in perimetri ad elevata pericolosità vi si aumenta fatalmente il rischio. In taluni casi certe opere possono addirittura aumentare anche la pericolosità. 
Un classico del genere è rappresentato a proposito di rischio idraulico dalla realizzazione di ponti troppo bassi e/o con diversi piloni che abbattono drasticamente la portata del fiume con prestazioni idrauliche peggiori di quelli del passato. In caso di piena il manufatto potrebbe fare da diga, provocando danni a monte di esso (cosa avvenuta realmente in diversi luoghi, per esempio a Olbia e a Garessio. Pertanto una realizzazione del genere aumenta la pericolosità idraulica a monte di esso e, a cascata, anche il rischio in caso di presenza di beni antropici. 
Quanto ai versanti, non sono pochi i casi in cui le attività antropiche hanno avuto la conseguenza di attivare o riattivare fenomeni franosi. Cito, non a caso, le conclusioni di una attenta analisi di un versante di cui mi sono occupato personalmente da poco: vi si legge esplicitamente la necessità di adottare norme di salvaguardia del territorio, che impediscano l’incremento del carico urbanistico e trasportistico. Tutto questo perché sono state rilevate deformazioni sul suolo cagionate dalle opere di urbanizzazione recente dell’area (relativa agli ultimi decenni). Ovviamente l’analisi propone per il sito in questione, dove senza attività antropica non si sarebbe rilevato nulla, sensibili aumenti di pericolosità e rischio: la pericolosità aumenta per le modifiche alla morfologia e ai carichi del versante, il rischio perché prima non c’era nulla e ora ci sono diversi edifici.
Un altro caso di azione che non doveva essere fatta è costituito dalla realizzazione a XXXX di un campo sportivo posto su un crinale e quindi è stato necessario livellare un tratto di versante tramite un riporto di terreno di diversi metri di spessore. A seguito di questo intervento parte del riporto e dei terreni di copertura presenti nel sottostante pendio si sono mobilizzati. Ciò ha reso necessario procedere al consolidamento del versante. Anche in questo caso se nessuno si fosse messo in testa di realizzare questa struttura non sarebbe successo niente intorno.

la realizzazione di questa strada, modificando il versante,
ha aumentato la pericolosità: il muro serve per abbatterla
PROGETTARE UNA INFRASTRUTTURA: PERICOLOSITÀ E RISCHIO. A questo punto viene la critica più importante alla frase “non dovevano costruire un gasdotto in una zona a rischio
Da quanto detto nei paragrafi precedenti chi ha detto o scritto questo ha commesso un grave errore. Perchè è proprio l’infrastruttura a portare il rischio!
In genere è possibile collocare un nuovo edificio in area a bassa pericolosità, mentre in Italia è altmente probabile che una infrastruttura lineare debba per foza attraversare perimetri contreaddistinti da certapericolosità. Alcuni di questi prima di questa realizzazione sono a rischio inesistente o quasi perché con il niente antropico intorno; però inserendovi la nuova infrastruttura il primo effetto sarà quello di aumentare il rischio solo per la sua presenza. Quindi la progettazione dovrà tenere conto ad esempio della pericolosità di un versante da cui possono venire dei crolli e abbattere il rischio che si creerebbe con delle reti paramassi o altra opera (fino a quando sarebbero caduti su un bosco o su un pascolo rischio non ce n’era… ). Inoltre le modifiche alla morfologia dei versanti potranno introdurre aumenti della pericolosità da frana (la realizzazione di muri di contenimento serve proprio a diminuirla quando introdotta) o la costruzione di un terrapieno può aumentare la pericolosità idraulica a monte di esso.
Quindi diciamo che sarebbe più corretto dire che nella realizzazione di una nuova infrastruttura lineare si deve cercare di passare per luoghi a minore pericolosità possibile.

MITIGARE PERICOLOSITÀ E RISCHIO. La formula R= P x V x E dimostra semplicemente una cosa: mitigare i rischi geologici vuol dire lavorare per ridurne almeno uno dei fattori che lo determinano. 
Se vogliamo ridurre i rischi abbiamo due strade: 
  • evitare di costruire nelle zone dove la pericolosità è alta (banalmente nelle pianure più esposte alle alluvioni o in pendii che possono franare). Sembra logico ma spesso questo principio continua a non essere rispettato
  • una volta che la frittata è fatta intervenire con opere di difesa che diminuiscano la pericolosità e – a cascata – il rischio, o semplicemente abbattere il rischio, delocalizzando
Il muro costruito ad Aulla per abbattere pericolosità
e rischio di un quartiere costruito troppo vicino al Magra
AULLA: DUE ESEMPI CONCRETI. Vediamo una applicazione delle due metodologie con le azioni effettuate ad Aulla (Lunigiana, provincia di Massa e Carrara). Qui non si può dire che sia stata negli ultimi decenni del XX secolo una azione particolarmente intelligente il continuo avvicinarsi della città al Magra con nuovi insediamenti in zone ad elevata pericolosità idraulica. Qualche anno fa dopo una serie di gravi catastrofi dovute a più episodi di piogge devastanti si è capito che non si poteva continuare così e sono state effettuate delle azioni che hanno provocato una forte mitigazione del rischio, attraverso le due diverse modalità:
  • è stata diminuita la pericolosità di un’aeea urbana costruendo un muro sufficientemente alto per essere invalicabile dalle acque del fiume in piena. Diminuendo la pericolosità è diminuito ovviamente anche il rischio
  • è stato diminuito solo il rischio senza incidere sulla pericolosità semplicemente delocalizzando un intero quartiere

IN CONCLUSIONE. Purtroppo Il “Bel Paese” (termine peraltro dovuto a un geologo, l’abate Stoppani) convive con il dissesto idrogeologico perché, come spesso dimostrano i toponimi, alluvioni e frane sono una costante nella nostra storia durante tutta la storia, e non – come potrebbe pensare qualcuno – soltanto dal dopoguerra quando l’aumento della popolazione, l’industrializzazione e la crescita del terziario hanno comportato la necessità di occupare aree precedentemente lasciate stare perché pericolose. Quindi il nostro sarebbe un territorio da sfruttare con una certa attenzione e invece per un corretto uso del territorio è stato fatto tanto di quello che non andava fatto ma poco di quello che andava fatto. Il risultato è lo sconfortante elenco dei disastri. La cosa più logica sarebbe la delocalizzazione di quanto più a rischio; ma in Italia è un problema perché lo spazio a pericolosità idrogeologica bassa è nettamente insufficiente.
E allora cosa si può fare? Si deve diminuire la pericolosità, e per farlo c’è un’unica strada, la corretta manutenzione del territorio. Tante volte i geologi sottolineano l’importanza di queste pratiche, grazie alle quali si può diminuire la probabilità e l’entità di frane e alluvioni in un certo luogo, abbassandone la relativa pericolosità e – di conseguenza – anche il rischio che vi è associato.