sabato 21.04.2018
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Geologia, sismica e suoli

Cenni elementari

Premessa

L'esigenza di poter disporre con una certa immediatezza di informazioni sintetiche verificate (per quanto elementari) sulla sismicità, con particolari riferimenti per l'Emilia-Romagna, si è spesso evidenziata negli anni scorsi tanto più nelle circostanze di eventi, pur a bassa energia (con magnitudo in genere non superiore a 5), ma con risentimenti significativi sulle persone oltre che con danni non trascurabili sulle strutture più vulnerabili: es. Parmense 1983, Reggiano-Modenese 1987 - 1996 e 2000, Faentino-Forlivese 2000.
La recente e più significativa crisi sismica del 1997-1998 in Umbria-Marche ha poi contribuito a rendere più attuale l'interrogativo circa le frequenze di probabile accadimento e le caratteristiche energetiche degli eventi che bisogna attendersi, ad esempio nelle zone che in Emilia-Romagna (dall'agosto 1983) sono state riclassificate sismiche di 2a categoria: 89 Comuni (di cui ben 76 in Romagna) corrispondenti a circa il 25% del territorio regionale e della popolazione residente, senza considerare le presenze turistiche che però - come ovvio - non sono certo entità trascurabile, in determinati periodi dell'anno, soprattutto per la fascia costiera riminese.
I temi e commenti di alcuni dati, proposti di seguito con modalità semplificate e informali, richiederebbero ben altri approfondimenti e competenze: si è però ritenuto utile mantenere un approccio elementare, tanto più giustificato per "non specialisti" che operano all'interno e per finalità di Amministrazioni pubbliche e che, quindi, hanno soprattutto l'esigenza di restituire con un certo ordine informazioni già verificate, in genere, nelle opportune sedi tecniche e istituzionali.
La scelta è stata innanzitutto quella di non dare per scontati alcuni concetti preliminari, anche se di uso corrente nel vivo del succedersi di scosse sismiche significative e non, come è facile riscontrare (tanto più nei giorni in cui le scosse si ripetono) ascoltando la TV o anche aprendo un qualsiasi giornale con le notizie relative ai centri colpiti.
Si è quindi cercato di evidenziare parametri di confronto tra alcuni recenti eventi sismici in Italia, a partire da quelli sopracitati. Ciò anche al fine di poter meglio soppesare alcune delle tante notizie di sismicità storica, anche attraverso rappresentazioni grafiche (di per sé eloquenti) di storie sismiche di sito, avendo nella circostanza assunto come fonte il CPTI - Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani, che riporta - nell'edizione aggiornata al 1999 - eventi documentati fino all'inizio del 1992.
Si è scelto poi di riservare uno spazio con maggiori dettagli, pur nella sintesi semplificata, per la descrizione della lunga e complicata crisi sismica del 1997-1998 in Umbria-Marche, stanti le caratteristiche energetiche similari delle scosse maggiori di quella crisi con numerosi terremoti violenti documentati per i secoli precedenti, ad esempio, in alcune aree della Romagna.
Ma anche per questo aspetto, la volontà di informazione del "non specialista" va vista (e, se possibile, giustificata) limitatamente all'intenzione di restituire, secondo criteri di buon senso, alcuni dati pur se incompleti (con aggiornamento a quello stesso periodo, concluso nell'aprile 1998), con ovvio rimando – per ogni approfondimento – ai più organici rapporti tecnici predisposti dalle istituzioni scientifiche e di servizio nazionali.

Intensità e magnitudo

Il terremoto è un fenomeno naturale connesso all'improvviso rilascio di energia per frattura di rocce profonde della crosta terrestre a seguito di un complesso processo di accumulo di energia di deformazione delle stesse rocce. La fase di accumulo richiede tempi molto lunghi (decine-centinaia di anni) a fronte dei tempi molto più ridotti (misurati in secondi per un dato evento) della fase di rilascio dell'energia.
Entrambe le fasi possono però essere identificate in singoli istanti a raffronto con la scala dei tempi geologici (milioni di anni) entro cui intervalli di storia sismica rappresentano finestre temporali di osservazione (tanto più significative, quanto più proiettate nei secoli precedenti: 1000 anni sono meglio di 100) per cercare di identificare parametri che possano descrivere - in termini statistici e probabilistici - le caratteristiche di detti fenomeni naturali.
Per un dato terremoto, la dimensione dell'area di frattura (con origine nell'ipocentro) delle rocce in profondità si rapporta in modo diretto con la quantità di energia rilasciata. Occorre inoltre tenere presente che il fenomeno non è mai costituito da un evento isolato, ma il processo di rilascio di energia avviene attraverso una successione di terremoti (periodo sismico), e quindi attraverso una serie di fratture, nell'arco di un periodo di tempo che può essere anche molto lungo (mesi o anni), essendo in genere possibile distinguere il terremoto più violento (scossa principale) da altri che lo precedono o lo seguono pur se - in alcuni casi - con energie paragonabili.
Per descrivere il fenomeno terremoto vi sono due approcci così schematizzabili:

EFFETTI IN SUPERFICIE DI TERRITORI ANTROPIZZATI <---> INTENSITÀ (es. SCALA M.C.S)
GRANDEZZA RELATIVA DI UN TERREMOTO  <---> MAGNITUDO

Richter definì la magnitudo locale (Ml) correlata alla distanza dall'epicentro e all'ampiezza di registrazione (in genere delle onde S o P). In prima approssimazione si usa spesso la magnitudo durata (Md) correlata alla durata di registrazione.

Evento principale di martedì 15 ottobre 1996
ore 11.56 (ovvero ore 9.56 GMT)

(nell’ambito della crisi sismica che ha interessato per circa tre mesi la pianura reggiana e modenese)

Md = 4.8; Ml = 5.2 profondità ipocentro H > 10 Km

Intensità massima Imax = VII; Intensità epicentrale Io = VII MCS.

Va comunque sottolineato che per mezzo di una scala delle "intensità" si effettua unicamente, per diverse località, una operazione di classificazione (degli effetti prodotti da terremoti) che non può in alcun modo essere interpretata come operazione di misura. Infatti, con una qualsiasi scala di intensità (es. la MCS) gli effetti provocati dal terremoto vengono organizzati in una serie di quadri descrittivi tipici, a cui in generale si associa un numero che indica situazioni sempre più severe mano a mano che aumenta il suo valore.
A tal fine è richiesto un doppio metodo di indagine a seconda che si tratti di località comprese nell'area di danneggiamento, in cui si osservano - da parte di operatori esperti che si recano nei posti - danni più o meno gravi su costruzioni e manufatti e modifiche nell'ambiente morfologico, ovvero di località comprese nell'area di risentimento, in cui gli effetti - ricostruibili attraverso interviste e questionari macrosismici - consistano esclusivamente nella reazione psicofisica delle persone e in movimenti particolari di oggetti (es. oscillazioni di lampadari e di piante, spostamento di mobili più o meno pesanti, ecc.).
Va altresì tenuto presente (per il fatto che un terremoto non è in genere un fenomeno isolato, ma fa parte di una successione di eventi che nel loro insieme descrivono l'evoluzione del processo di rilascio dell'energia) che risulta molto spesso difficile, solo sulla base delle descrizioni degli effetti, distinguere il contributo delle singole scosse del periodo sismico, per cui il risultato dello studio macrosismico è spesso limitato alla descrizione degli effetti cumulativi.
Una simile difficoltà è presente per eventi recenti, quanto più ravvicinati nel tempo (es. le due violente scosse con epicentro nell’area di Colfiorito del 26.9.1997 alle ore 2,33 e alle ore 11,40), ma - ovviamente - è ancora più presente per la ricerca storica di effetti relativi a eventi dei secoli precedenti, e questo al di là della circostanza fortunata per il nostro Paese (rispetto ad altre aree geografiche anche più sismiche: es. California) in cui le antiche tradizioni culturali e la particolare situazione documentaria permettono di reperire un'ampia memoria per molti fenomeni sismici del passato.
Il quadro finale, con elenco delle località ordinate secondo la graduatoria di severità degli effetti e la conseguente distribuzione territoriale dei diversi valori delle intensità osservate ("piano quotato"), può essere poi a sua volta interpretato in termini di "isosiste", tracciando cioè delle curve (isolinee) che delimitano zone omogenee dal punto di vista dei valori delle intensità locali osservate.
In generale si può affermare che, a meno di amplificazioni locali, le zone delimitate dalle isosiste di grado più elevato (area epicentrale) risentono prevalentemente degli effetti di sorgente (geometria e orientamento della superficie lungo cui si è propagata la frattura). Per le zone più esterne, per le quali le dimensioni della sorgente diventano sempre meno importanti rispetto alla distanza dalla sorgente stessa, sicché la propagazione dell'energia appare irradiata da un punto, la forma delle isosiste è invece determinata dall'orientamento e dal tipo delle strutture geologiche principali attraversate dalle onde sismiche.
La modellazione, anche approssimativa, dell'area di risentimento è di fondamentale importanza, in quanto la superficie in km2 di quest'area fornisce i riferimenti quantitativi per una stima delle reali dimensioni fisiche dell'evento ("equivalente macrosismico della magnitudo").
La "magnitudo" di un terremoto è una grandezza che si rapporta con la quantità di energia trasportata da un'onda sismica e viene calcolata sulla base di misure effettuate sul sismogramma (massima ampiezza di oscillazione e stima della distanza dall'epicentro di quella stazione sismografica).
Richter defini con magnitudo M=0 un terremoto che, a una distanza dall'epicentro di 100 Km della stazione di riferimento, genera una traccia sul sismogramma dell'ampiezza di 1 micron. Stabilì poi di attribuire la magnitudo M=1, M=2, ecc. a quel terremoto che, alla stessa distanza, causa un'ampiezza di oscillazione 10, 100, ecc. volte superiore a quella del terremoto di magnitudo M=0

Schema di calcolo della magnitudo (da Bolt, 1986)
Schema di calcolo della magnitudo (da Bolt, 1986)
.

Procedimento per della magnitudo locale, ML

  1. Misurare la distanza sino all'epicentro usando l'intervallo di tempo tra le onde P ed S (S - P = 24 secondi);
  2. Misurare la massima ampiezza della traccia d'onda sul sismogramma (23 millimetri);
  3. Tirare una linea retta congiungente i punti appropriati sulla scala delle distanze (a sinistra) e delle ampiezze per ottenere la magnitudo ML = 5,0

La magnitudo, come misura di un terremoto (parametro intrinseco e sintetico per un certo evento), è quindi grandezza crescente in rapporto all'energia liberata.

In "Bolt, I terremoti, Ed. Zanichelli 1986" è riportata la relazione [1], tra l'energia (in erg) liberata da un terremoto e la sua grandezza relativa espressa come magnitudo. Trattasi ovviamente di una relazione empirica, attraverso cui si può arrivare a una valutazione solamente indicativa della stessa energia liberata, ma ciò nonostante utile per ragionamenti che aiutino a fissare gli ordini di grandezza dei fenomeni.

log E = 11,8 + 1,5M [1]

Es. ad E = 1020erg corrisponde M ~= 5.5
(5.5 è ad es. il valore di Ml per la scossa delle ore 2.33 del 26.9.'97 in Umbria-Marche)
(Per un confronto più efficace Bolt ricorda che i fisici calcolarono in 1019 erg l'energia liberata nell'esplosione atomica di Bikini del 1946, a sua volta corrispondente a un terremoto con Ml~=4.8)

Ancora più interessante e immediato si presenta poi il rapporto tra due eventi sismici, 1 e 2, come rapporto tra le corrispondenti energie in gioco, E1 ed E2, relazionate con le rispettive magnitudo, M1 ed M2. Infatti:

log E2= 11.8 + 1.5 M2e, per differenza,

log E1 = 11.8 + 1.5 M1

______________________________________  

log E1 - log E2 = 1.5 (M1 - M2), ovvero log E1/E2 = 1.5 (M1 - M2)

e quindi, ponendo M1 - M2 = Δ M,

E1/E2 = 101.5 Δ M [2]

vale a dire che, ad esempio:  

se Δ M = 1,   E1/E2 = 101.5 ~= 31.6
se Δ M = 2,  E1/E2 = 103 = 1.000
se Δ M = 3,  E1/E2 = 104.5 ~= 31.600
se Δ M = 4,  E1/E2 = 106 = 1.000.000 ecc.

Con questi riferimenti concettuali si può considerare la seguente tabella, ripresa sempre da Bolt, di "frequenza annuale dei terremoti nel mondo":  

Frequenza annuale dei terremoti nel mondo
Magnitudo
Ms
Numero medio di eventi
al di sopra di Ms
8 2
7 20
6 100
5 3.000
4 15.000
3 oltre 100.000

 

ossia, la stima (così come desumibile dalle registrazioni delle reti sismografiche presenti nelle diverse aree geografiche del pianeta) della produzione media annua di terremoti che ha - come noto - distribuzione preferenziale lungo i margini di contatto delle principali zolle tettoniche.

Sono inoltre possibili – sempre con la relazione [2] - i seguenti confronti fra terremoti italiani di questo secolo, scelti casualmente a livello esemplificativo (considerando come unità di misura l'energia associata al terremoto nel Parmense del 9.11.1983):  

0 - Terremoto nel Parmense

9.11.1983 - h. 16.29 GMT) M = 4.9 = M0

 

1 - Terremoto nel Reggiano-Modenese

(15.10.1996 - h. 9.56 GMT) M = 5.2 = M1

 

2 - Terremoto nell'appennino umbro-marchigiano (12 morti)

a. (26.9.1997 - h. 0.33 GMT) M = 5.5 = M2a
b. (26.9.1997 - h. 9.40 GMT) M = 5.8 = M2b
c. (6.10.1997 - h. 23.24 GMT) M = 5.3 = M2c
d. (14.10.1997 - h. 15.23 GMT) M = 5.4 = M2d
e. (26.3.1998 - h. 16.26 GMT) M = 5.5 = M2e h > 40 km

 

Rappresentazione grafica attraverso sfere di energia3 - Terremoto nel Friuli

a. (6.5.1976 - h. 20 GMT) M = 6.5 = M3a
b. (15.9.1976 - h. 9.21 GMT) M = 5.9 = M3b

 

4 - Terremoto in Irpinia-Basilicata [~= 3.000 morti]

(23.11.1980 - h. 18.34 GMT) M = 6.9 = M4

 

5 - Terremoto di Avezzano [~= 33.000 morti]

(13.1.1915 - h. 6.52 GMT) M = 7.0 = M5

 

6 - Terremoto calabro-messinese [~= 80.000 morti]

(28.12.1908 - h. 4.20 GMT M = 7.3 = M6

 

Rappresentazione grafica attraverso sfere di energia

 

La crisi sismica del 1997-98 in Umbria-Marche

Dette sequenze vengono qui citate solo per un'applicazione esemplificativa dei precedenti concetti, rinviando per ogni altra informazione o approfondimento a rapporti già pubblicati e/o alle notizie direttamente attingibili e selezionabili (oltre che aggiornate in tempo reale) dagli appositi siti Internet dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e del Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti (GNDT) del INGV.
Proprio attraverso Internet fu, ad esempio, possibile consultare, con aggiornamento in tempo reale, gran parte della lista di scosse in Umbria-Marche (furono alcune migliaia nel corso di circa sei mesi) con sintesi di alcuni parametri (data-ora locale, presunta intensità macrosismica, località epicentrali, magnitudo durata/Md e – soprattutto nei casi di scosse più significative - magnitudo locale/Ml) desunti dalle registrazioni della rete sismica nazionale gestita dall'ING.
Grafico sequenza sismica nell´appennino umbro-marchigiano iniziata il 4.9.1997Se si selezionano gli eventi al di sopra di una certa soglia di magnitudo, ad esempio con Md (o Ml) ≥ 3.8, l'elenco ovviamente si assottiglia di molto e corrisponde alla tabella allegata, con l'aggiunta di colonne per il calcolo dell'energia (secondo la relazione empirica prima citata, riportata da Bolt), pur nell'assunzione di un'ipotesi semplificata e di prima approssimazione in cui si accetta di considerare valori di magnitudo tra loro non omogenei, con il collegato grafico di rappresentazione delle stesse magnitudo e delle relative energie.

 

Grafico sequenza sismica nell´appennino umbro-marchigiano iniziata il 4.9.1997

 

Sequenza sismica nell'appennino umbro-marchigiano iniziata il 4.9.1997

Alcuni commenti possono soffermarsi sui seguenti aspetti:  

  • l'andamento delle scosse nella giornata del 26 settembre 1997 (con epicentro verso Colfiorito) ha significativamente limitato il numero delle vittime: infatti, a seguito della violenta scossa della notte, già con danni significativi ma con crolli molto limitati, le persone erano in spazi aperti (es. a Nocera Umbra le scuole erano chiuse) quando è sopraggiunta l'ancora più violenta scossa delle 11.40;
  • le scosse delle due settimane successive hanno determinato problemi anche al lavoro dei tecnici impegnati nei sopralluoghi per le valutazioni di agibilità delle strutture, con significative caratterizzazioni di energia liberata per gli eventi del 3, del 7 e del 12 ottobre 1997;
  • l'allora violenta scossa del 14 ottobre 1997 (con epicentro verso Sellano) ha evidenziato, usando le parole del Sottosegretario alla Protezione Civile Prof. Franco Barberi (apparse sul Corriere della Sera del 17 ottobre), che "..la crisi sismica.. ha attivato una <struttura sismogenetica>, cioè generatrice di terremoti, lunga circa 30 Km, da Nocera Umbra a Sellano-Preci. In particolare, si sono attivati vari segmenti di faglia, uno centrato su Colfiorito e poi, da domenica 12 ottobre, un secondo centrato su Sellano. Le grandi dimensioni della struttura attivata spiegano perché vi sono state una ventina di scosse con magnitudo superiore a 4,...";
  • l’assenza di eventi con risentimenti significativi per i primi tre mesi circa del 1998 aveva fatto sperare nell’esaurimento della crisi sismica, che si è invece ripresentata con veemenza con il nuovo terremoto del 26 marzo 1998, con nuova zona epicentrale dislocata più a nord (tra Nocera Umbra e Gualdo Tadino). Si è subito evidenziata l’anomalia della nuova violenta scossa, risentita anche a notevoli distanze (fino in Slovenia) data la sua notevole profondità ipocentrale (oltre i 40 km) di gran lunga superiore a quelle ipotizzate (tra 2 ÷ 3 e 8 ÷ 9 km, comunque inferiori ai 10 km) per tutte le altre scosse, anche distruttive. Ciò fa anche ben comprendere come – pur a fronte di un alto valore di Ml = 5.5 (quindi pari a quello della scossa notturna del 26 settembre 1997) e nonostante la preesistenza di gravi e diffusi quadri lesionativi – si sia parlato di effetti epicentrali mediamente non superiori al VII grado MCS. Su questa stessa entità di effetti dovevano poi attestarsi le due ulteriori scosse (del 3 e 5 aprile 1998) nella settimana successiva: molto meno energetiche rispetto a quella del 26 marzo 1998, ma anche di nuovo molto più superficiali (h < 10 km);
  • l'intensità MCS, associata alle singole scosse, è fornita dall'Istituto Nazionale di Geofisica (come sottolineato in un comunicato del 16 ottobre 1997 a firma del suo Presidente Prof. Enzo Boschi) "..su basi puramente empiriche... per dare in tempi brevissimi tutte le indicazioni utili alla Protezione Civile per dimensionare gli eventuali interventi di soccorso (ma è ovvio che solo con un'ispezione della zona colpita si può stabilire il reale grado di danneggiamento)..".
    Infatti dal "Rilievo macrosismico degli effetti dei terremoti del settembre/ottobre 1997", condotto congiuntamente da operatori del GNDT, ING e SSN, che restituisce il quadro d'insieme delle intensità cumulative assegnate alle varie località (relative sia all’ "area di danneggiamento" che all’ "area di risentimento") emergono in genere altri valori di intensità, anche per località epicentrali, ad esempio per Sellano a cui in un primo momento era stata assegnata un’intensità I = VI-VII grado MCS (con aggiornamento al 7 ottobre), dopo la violenta scossa del 14 ottobre, è stata assegnata la nuova intensità I = VIII-IX grado MCS (con successivo aggiornamento del rilievo macrosismico al 20 ottobre).
    Da un ulteriore aggiornamento del rilievo macrosismico, effettuato dopo le scosse di marzo e aprile 1998, emergono alcuni isolati aggravamenti dei danni solo in qualche frazione (Busche e S. Lorenzo) del comune di Gualdo Tadino.

La tabella e il collegato grafico permettono poi, nel loro insieme, delle riflessioni – per quanto approssimate e semplificate – su aspetti di "bilancio energetico" e modalità di rilascio della stessa energia, potendosi ad esempio sottolineare che:

  • se il totale di energia (per tutte le scosse elencate con Md o Ml ≥ 3.8) pari a circa 8 x 1020 erg lo ipotizzassimo concentrato su un unico evento, questo corrisponderebbe a una magnitudo M ~= 6.1; 
  • le otto scosse più violente, prima citate, rappresentano oltre il 90% (circa il 40% per la sola scossa principale) di quel precedente totale di energia: così come è del resto facilmente intuibile dal grafico delle energie, ma non forse dal grafico delle magnitudo che a prima vista potrebbe invece dare l’impressione, sbagliata, di una somma di energia liberata più equamente distribuita lungo tutto il periodo sismico.  

Alcune considerazioni e notizie da cataloghi dei terremoti

Fino ad alcuni anni fa, chi fosse stato interessato ad avere e utilizzare dati parametrici su terremoti, avrebbe dovuto fare i conti con strumenti abbastanza diversificati, con i quali un utente non esperto avrebbe avuto certamente qualche difficoltà di orientamento.
I cataloghi più aggiornati presenti in letteratura erano i seguenti:

Catalogo dei Terremoti Italiani dall'anno 1000 al 1980Catalogo dei Terremoti Italiani dall'anno 1000 al 1980

ATLAS OF ISOSEISMAL MAPS OF ITALIAN EARTHQUAKES Progetto Finalizzato Geodinamica (PFG) del C.N.R, Postpischl D., Edizione1985

Il catalogo PFG85 (e il relativo "Atlante") va senz’altro visto come l'approdo di un enorme lavoro, svolto nazionalmente fra gli anni '70 e '80 dal Gruppo Catalogo Terremoti (GCT) coordinato dal compianto Prof. Daniele Postpischl il quale - operando nell’Università degli Studi di Bologna - era stato anche indicato dal Prof. Barberi (allora Direttore del PFG) come referente dello stesso PFG per i rapporti con la Regione Emilia-Romagna.
Questo catalogo, che rappresenta una operazione di sintesi di esperienze precedenti, prevalentemente a carattere regionale, è il punto di partenza per una nuova generazione di cataloghi, che avrebbe visto la luce pochi anni dopo.

 

NT4.1, Un Catalogo Parametrico di Terremoti di Area Italiana al di sopra della soglia del dannoNT4.1, Un Catalogo Parametrico di Terremoti di Area Italiana al di sopra della soglia del danno

Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti (GNDT) Camassi R. e Stucchi M., Edizione 1997

NT4.1 un catalogo parametrico di terremoti di area italiana al di sopra della soglia del danno, partendo dall'esperienza del catalogo PFG85, risponde - in ambito GNDT - all’esigenza "..di produrre cataloghi parametrici compilati secondo criteri orientati alla valutazione della pericolosità sismica...".
Per questa ragione, NT4.1 comprende solo eventi con Io > V-VI grado MCS oppure Ms > 4.0, con esclusione di "repliche" rimosse secondo il criterio di conservare solo l’evento maggiore "..all’interno di finestre spazio-temporali di raggio 30 km e di ± 90 gg, indipendenti da Io e M...".
Gli eventi sono inoltre associati a una zonazione sismogenetica, secondo il modello proposto da Scandone ed al. (1992), versione ZS4 (aprile 1996); catalogo e zonazione sismogenetica sono ingredienti di quel progetto "pericolosità" all'interno del quale sono stati realizzati in perfetta sinergia.
Il catalogo è reso disponibile via Internet insieme ai dati di base che lo hanno reso possibile, in particolare il database delle osservazioni macrosismiche (DOM4.1), costituito da circa 35.000 punti relativi a un migliaio di terremoti.

 

Catalogo dei Forti Terremoti in Italia (CFTI)Catalogo dei Forti Terremoti in Italia (CFTI)

Istituto Nazionale di Geofisica (ING) / SGA storia geofisica ambiente, Boschi E. et al., Versione 2- dal 461 a.C. al 1990 - Edizione 1997

Il CFTI, Catalogo dei forti terremoti in Italia dal 461 a.C. al 1990, rappresenta qualcosa di diverso da un semplice catalogo parametrico in quanto prende in considerazione solo i maggiori eventi e soprattutto in quanto fornisce, in molti casi, informazioni bibliografiche, testuali e di contesto per ciascun evento; più che un catalogo, quindi, una banca dati in progress, consultabile su supporto digitale.

 

Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani (CPTI)

Istituto Nazionale di Geofisica (ING) / Gruppo nazionale per la difesa dai terremoti / SGA Storia geofisica ambiente / Servizio Sismico Nazionale; Edizione 1999

Nel 1999 i diversi gruppi di ricerca che hanno operato negli ultimi venti anni nel settore della sismologia storica e della macrosismica, riconducibili in gran parte ai tre maggiori enti (GNDT, ING e SSN) hanno realizzato un Catalogo Parametrico ("unificato") dei Terremoti Italiani (CPTI), che rappresenta un primo prodotto comune di riferimento per le stime di hazard. Tale catalogo, pur essendo un prodotto preliminare, successivamente affiancato da una ulteriore versione più aggiornata (2004) rappresenta attualmente un riferimento obbligato per le analisi di pericolosità e per le stime di rischio, pur non cancellando le elaborazioni precedenti.

  • CPTI - Estratto relativo ai terremoti in Emilia-Romagna

Per una analisi dei dati aggiornati relativi al territorio regionale dell’Emilia-Romagna, si è fatto quindi riferimento a questo catalogo e alla base di dati ad esso collegata, operando innanzitutto una estrazione degli eventi che ricadono nel territorio regionale e nelle aree immediatamente limitrofe. L'analisi di questi dati consente le seguenti considerazioni:

  • l'estrazione fornisce 382 eventi (pari al 15,4% del totale di 2480 eventi considerati nel CPTI per tutto il territorio nazionale), chiaro indizio della vivace attività sismica che interessa l'area.
    Il numero di eventi da solo non è un’indicazione della pericolosità dell’area, in quanto occorre verificare quali sono le energie rilasciate dai singoli eventi: in questo senso si può facilmente osservare (si veda anche la mappa allegata che visualizza gli epicentri per classi di magnitudo) che tutta l’area delimitata non è mai stata interessata - negli ultimi 1000 anni - da eventi con la classe più alta di magnitudo (tipo Irpinia 1980).
    Sono però presenti le classi di magnitudo immediatamente inferiori, e in particolare sono abbastanza caratteristici per la Romagna numerosi terremoti con magnitudo paragonabili a quelle delle scosse più violente dell’ultima crisi sismica in Umbria-Marche. Torna anche a emergere (ad es. per il basso appennino modenese e per l’area ferrarese) la necessità di urgenti decisioni in tema di riclassificazione sismica, mentre per altre vaste aree emiliane (sostanzialmente omogenee in termini di sismicità a quanto successo anche nel 1983 e nel 1996 in comuni della pianura emiliana) continua a essere presente l’altro nodo non sciolto sul piano nazionale di una eventuale estensione delle zone sismiche di terza categoria;
  • la distribuzione nel tempo degli eventi considerati presenta forti disomogeneità che in gran parte si attenuano se si considerano solo i terremoti più distruttivi, così come emerge dal seguente prospetto e relativo grafico dei pesi percentuali, per periodi secolari, rispettivamente sul totale, sui terremoti con Imax >VII-VIII grado MCS e sui terremoti con Io >VIII-IX grado MCS:

 grafico dei pesi percentuali, per periodi secolari, rispettivamente sul totale, sui terremoti con Imax >VII-VIII grado MCS e sui terremoti con Io >VIII-IX grado MCS

 

 

N° e % di terremoti
Periodo secolareTotaledi cui
con Imax > 7-8
di cui
con Io > 8
%%%
prima del 1100 2 0,5 2 4,2 0 0
1101 - 1200 4 1,0 0 0,0 0 0
1201 - 1300 7 1,8 3 6,2 0 0
1301 - 1400 17 4,5 3 6,2 0 0
1401 - 1500 23 6,0 6 12,5 1 7,7
1501 - 1600 25 6,5 8 16,7 3 23,1
1601 - 1700 20 5,2 4 8,3 2 15,4
1701 - 1800 36 9,4 5 10,4 3 23,1
1801 - 1900 86 22,5 9 18,8 2 15,4
1901 - 1992 162 42,4 8 16,7 2 15,4
[- 91 - 1992] 382 100 48 100 13 100

La spiegazione sta nel fatto che le notizie sui terremoti storici sono influenzate dalla disponibilità e qualità delle fonti. Tenendo presente comunque una certa stabilità di rapporto tra il numero degli eventi deboli e quello degli eventi forti, l’incremento del numero di eventi con bassa energia che si osserva a partire dal 1800 è dovuto soprattutto alla disponibilità di fonti storiche più facilmente reperibili in quanto più recenti. Considerazioni di tipo storico e socio-demografico fanno però ritenere che il catalogo possa considerarsi pressoché completo per eventi con intensità epicentrali Io >VII-VIII grado MCS, per gli ultimi 600 anni;

  • da tutti gli eventi con dati di base è possibile selezionare le notizie in modo da definire "storie sismiche" dei singoli siti, identificanti cioè la successione temporale delle intensità risentite (in una definita località) rispetto alle intensità epicentrali dei vari eventi nel corso dei secoli.
    Laddove però, soprattutto per le località più piccole o meno note, ci fosse scarsità di osservazioni macrosismiche (collegabili quindi a verificate documentazioni storiche tramandate da testimoni privilegiati dei vari eventi nelle diverse epoche) può essere comunque opportuno considerare "storie sismiche virtuali" dei siti composte da risentimenti presunti dedotti attraverso opportuna legge di attenuazione.

    A titolo esemplificativo di quanto può essere evidenziato per qualsiasi altro comune, si riportano - con prefissata soglia di intensità risentita I > V-VI grad MCS e ulteriore evidenziazione (in rosso) laddove I > VII-VIII grado MCS - le tabelle e i corrispondenti grafici che rappresentano la "storia sismica" di alcuni comuni (da Piacenza a Rimini), rendendo così possibile anche il confronto dei quadri differenziati che si prospettano fra comuni "classificati" e comuni "non classificati" in zona sismica.  

APPENDICE: Scala Mercalli Cancani Sieberg

I Grado

Impercettibile: rilevato soltanto da sismografi.

II Grado

Molto leggero: recepito soltanto da rari soggetti nervosi oppure estremamente sensibili se in perfetta quiete e quasi sempre nei piani superiori dei caseggiati.  

III Grado

Leggero: anche in zone densamente abitate viene percepito come tremolio soltanto da una piccola parte degli abitanti nell’interno delle case, come nel caso del passaggio di un’automobile a velocità elevata, da alcuni viene riconosciuto quale fenomeno sismico soltanto dopo averne ragionato.

IV Grado

Moderato: delle persone che si trovano all’esterno degli abitati ben poche percepiscono il terremoto. All’interno viene identificato da molte, ma non da tutte le persone in seguito al tremore, oppure a oscillazioni leggere di mobili. Cristallerie e vasellame, posti a breve distanza, urtano come al passaggio di un pesante autocarro su pavimentazione irregolare. Finestre tintinnano, porte, travi e assi scricchiolano, cricchiano i soffitti. In recipienti aperti, i liquidi vengono leggermente mossi. Si ha la sensazione che in casa un oggetto pesante (un sacco o un mobile) si rovesci, oppure di oscillare con tutta la sedia o il letto come su una nave con mare mosso. In generale questi movimenti non provocano paura a meno che le persone non si siano innervosite o spaventate a causa di terremoti precedenti. In rari casi i dormienti si svegliano.

V Grado

Abbastanza forte: perfino nel pieno delle attività giornaliere, il sisma viene percepito da numerose persone sulle strade e se sensibili anche in campo aperto. Nell’appartamento si avverte in seguito allo scuotere dell’intero edificio. Piante e rami deboli di cespugli ed alberi si muovono con evidenza., come se ci fosse un vento moderato. Oggetti pendenti entrano in oscillazione, per esempio: tendaggi, semafori e lampadari non troppo pesanti; campanelli suonano, orologi a pendolo si fermano od oscillano con maggior periodo, dipendentemente dalla direzione della scossa se perpendicolare o normale al moto di oscillazione; a volte orologi a pendolo fermi possono rifunzionare; molle dell’orologio risuonano; la luce elettrica guizza o cade in seguito a movimenti della linea; quadri urtano battendo contro le pareti oppure si spostano; vengono versate piccole quantità liquide da recipienti colmi aperti; ninnoli ed oggetti del genere si possono rovesciare, oppure oggetti addossati alle pareti, arredi leggeri possono essere spostati di poco; mobili rintronano; porte ed imposte sbattono; i vetri delle finestre si infrangono. Quasi tutti i dormienti si svegliano. Sporadici gruppi di persone fuggono all’aperto

VI Grado

Forte: il terremoto viene notato da tutti con paura, molti fuggono all’aperto, alcuni hanno la sensazione d’instabilità. Liquidi si muovono fortemente; quadri, libri e cose simili cadono dalle pareti e dagli scaffali; porcellane si frantumano; suppellettili assai stabili, perfino isolati pezzi di arredo vengono spostati se non rovesciati; campane minori in cappelle e chiese, orologi di campanili battono. Case isolate solidamente costruite subiscono danni leggeri; spaccature all’intonaco, caduta del rinzaffo di soffitti e di pareti. Danni più forti, ma non ancora perniciosi, si hanno sugli edifici mal costruiti. Qualche tegola o pietra di camino cade.

VII Grado

Molto forte: lesioni notevoli vengono provocate ad oggetti di arredamento anche di grande peso, rovesciandoli e frantumandoli. Grandi campane rintoccano. Corsi d’acqua, stagni e laghi si agitano e intorbidiscono a causa della melma smossa. Qua e là, consolidamenti delle sponde di sabbia e ghiaia scompaiono. Variazione del livello dell’acqua nelle fontane. Danni moderati a numerosi edifici di forte struttura: piccole spaccature nei muri, cadono toppe piuttosto grandi dell’incalcinatura e dello stucco, a volte mattoni; le case vengono scoperchiate. Molti fumaioli vengono lesi da incrinature, da caduta di tegole, da fuoriuscita di pietre; camini già rovinati si rovesciano sopra il tetto danneggiandolo. Da torri e costruzioni alte cadono decorazioni mal fissate. Qundo la casa è a pareti intelaiate, i danni all’incalcinatura e all’intelaiatura sono più gravi. Case mal costruite opure riattate a volte crollano.

VIII Grado

Rovinoso: interi tronchi d’albero pendono inanimi o perfino si staccano. Anche i mobili più pesanti vengono spostati e a volte rovesciati. Statue, pietre miliari in chiese, in cimiteri e parchi pubblici ruotano sul proprio piedistallo oppure si rovesciano. Solidi muri di cinta in pietra sono aperti ed atterrati. Un quarto circa delle case è gravemente leso; alcune crollano; molte divengono inabitabili. Negli edifici ad intelaiatura gran parte delle intelaiature cadono. Case in legno vengono schiacciate e rovesciate. Si sente spesso che campanili di chiese e di fabbriche dopo la loro caduta provocano a edifici vicini spesso lesioni più gravi di quanto non avrebbe fatto da solo il terremoto. In pendii e terreni aquitrinosi si formano crepe. Dalle paludi si ha l’espulsione di sabbia e melma.

IX Grado

Distruttivo: circa la metà delle case in pietra sono distrutte; parecchie crollano; la maggior parte diviene inabitabile. Case ad intelaiatura sono divelte dalle proprie fondamenta, e crollano; travi strappate dipendentemente dalle circostanze contribuiscono assai alla rovina.

X Grado

Completamente distruttivo: gravissima distruzione di circa 3/4 degli edifici, la maggior parte crolla. Perfino costruzioni solide di legno e ponti subiscono gravi lesioni, alcuni vengono distrutti. Argini e dighe ecc. sono danneggiati notevolmente, binari leggermente piegati e tubature (gas, acqua e scarichi) vengono troncate rotte e schiacciate. Nelle strade lastricate e asfaltate si formano crepe e per pressione sporgono larghe pieghe ondose. In terre meno dense e più umide si creano spaccature fino alla larghezza di più decimetri; si notano parallelamente ai corsi d’acqua crepature che raggiungono larghezze fino ad un metro. Non soltanto scivolano pezzi di terra dai pendii, ma interi macigni rotolano a valle. Grossi massi si staccano dagli argini dei fiumi e di coste scoscese, riviere basse subiscono spostamenti di masse sabbiose e fangose, per cui il livello del terreno viene notevolmente variato. Varia di frequente il livello dell’acqua nelle fontane. Da fiumi, canali e laghi ecc. le acque vengono gettate contro le sponde.

XI Grado

Catastrofico: crollo di tutti gli edifici in muratura, soltanto costruzioni e capanne di legno ad incastro di grande elasticità ancora reggono. Anche i più grandi e i più sicuri ponti crollano a causa della caduta di pilastri in pietra o del cedimento di quelli in ferro. Binari si piegano fortemente e si spezzano. Tubature vengono spaccate e lese in modo irrimediabile. Nel terreno si manifestano vari mutamenti di notevole estensione, dipendentemente dalla natura del suolo: grandi crepe e spaccature si aprono; e soprattutto in terreni morbidi e acquitrinosi il dissesto è considerevole sia orizzontalmente che verticalmente. Ne segue il trabocco di sabbia e melma con le diverse manifestazioni. Sfaldamento di terreni e caduta di massi sono frequenti.  

XII Grado

Grandemente catastrofico: non regge alcuna opera d’uomo. Lo scombussolio del paesaggio assume aspetti grandiosi. Flussi d’acqua sotterranei in superficie subiscono i mutamenti più vari: si formano cascate, laghi scompaiono, fiumi deviano.

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Pubblicato il 12/04/2012 — ultima modifica 08/05/2013
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