Un catalogo globale di effetti indotti dai terremoti sull'ambiente

L’obiettivo principale delle attività della Focus Area per il periodo 2008-2011 sarà la compilazione di un catalogo globale di effetti indotti dai terremoti sull’ambiente.
In analogia con i cataloghi sismici tradizionali, che tipicamente riportano valutazioni di intensità basate sui danni agli edifici, questo catalogo globale consisterà nella raccolta delle caratteristiche degli effetti prodotti dai terremoti sull’ambiente in diverse aree del globo, archiviate secondo una metodologia standard.
Particolare attenzione sarà posta agli aspetti maggiormente diagnostici per la valutazione delle intensità ESI (epicentrale e locale). L’interfaccia web del catalogo sarà anche migliorata con l’obiettivo di fornire un modo più facile per archiviare e consultare le informazioni.
Un buon catalogo richiede un grande contributo da parte dei Gruppi di Lavoro Regionali nel fornire i dati sugli effetti ambientali. Chi volesse collaborare, può contattare la Segreteria Scientifica.

Background

I recenti progressi nel campo della paleosismologia hanno chiaramente mostrato che, rispetto agli effetti sull’uomo e sulle strutture antropiche, gli effetti sull’ambiente naturale sono più strettamente legate alla magnitudo (cfr. Wells & Coppersmith, 1994). Come evidenziato dall’applicazione della scala ESI 2007, valutazioni di intensità basate sulle caratteristiche e dimensioni degli effetti ambientali forniscono una migliore rappresentazione del terremoto nell’area epicentrale dei terremoti più forti (intensità maggiori di IX). Gli effetti ambientali consentono una valutazione dell’intensità più accurata per i gradi più elevati, proprio quando le altre scale giungono a saturazione. Pertanto, la scala ESI 2007 fornisce uno strumento indispensabile per la valutazione della pericolosità sismica.
Tale importanza è stata chiaramente confermata dal recente terremoto che ha colpito la regione di Chuetsu-Oki (16 luglio 2008, Mw =6,6) nel Giappone Centrale e che ha parzialmente danneggiato la centrale nucleare di Kashiwazaki – Kariwa (KK NPP), la più grande centrale nucleare civile nel mondo.
Questo evento è stato generato da una struttura nota come “cieca” ubicata molto vicino alla centrale. I danni alla centrale sono infatti stati prodotti essenzialmente da rotture del terreno e liquefazione. Inoltre questo evento ha prodotto un gran numero di effetti sull’ambiente (liquefazioni, frane, fratture, sollevamenti cosismici) nelle vicinanze della centrale di KK NP. Studi di siting eseguiti negli anni ’80 basati sulla geologia del Quaternario, sulla sismicità storica e strumentale, su prospezioni geofisiche, etc. avevano escluso la presenza di faglie attive in prossimità del sito (a meno di 30 km), ed avevano ritenuto inattive negli ultimi 50,000 anni le pieghe presenti sotto la centrale. Tuttavia, lo scenario da terremoto risultante da tali indagini non aveva considerato la possibilità di effetti ambientali.
Questo terremoto ha evidenziato in maniera drammatica che un’approccio tradizionale può non essere adeguato, in termini di finestra temporale e di risoluzione, per una corretta valutazione di pericolosità sismica. Pertanto, è necessario che lo stesso venga integrato con una dettagliata caratterizzazione degli effetti cosismici prodotti sull’ambiente naturale, attraverso tecniche “innovative” quali le indagini paleosismiche. Per questo obiettivo è necessaria una revisione mappatura e classificazione sistematica degli effetti ambientali prodotti dai terremoti recenti e dai paleoeventi, con speciale attenzione verso quelli maggiormente diagnostici per la valutazione d’intensità, quali la fagliazione superficiale e la liquefazione.
Primi esempi di catalogazione degli effetti ambientali indotti dai terremoti nell’ambito del progetto INQUA 0418 (2003-2007) sono l’EEE database e il catalogo degli effetti indotti dai terremoti sul terreno in Spagna (Silva et al., 2007).

Struttura del catalogo: una proposta preliminare

Secondo i cataloghi sismici, un terremoto viene descritto da una stringa di una tabella caratterizzata da campi standard. Riferimenti temporali e geografici sono riportati da campi quali “Data” (Anno, Mese, Giorno, Ora, Min, Sec), “Area Epicentrale”, “Coordinate Epicentrali” (in genere Latitudine e Longitudine). La severità del terremoto viene descritta da campi quale “Intensità epicentrale” (I₀) e “Magnitudo” (strumentale o basata su osservazioni macrosismiche). Naturalmente, cataloghi sismici regionali possono utilizzare scale d’intensità differenti così come differenti magnitudo.
Inoltre, altri campi specifici per ulteriori parametri sismologici sono frequentemente presenti, poiché sono adattati alle caratteristiche locali dei dati sismologici. Ciò ridurrà notevolmente la confrontabilità tra i diversi cataloghi.
Con l’obiettivo di garantire la massima confrontabilità tra i terremoti, la struttura del catalogo globale dovrebbe seguire i formati standard sopramenzionati. La stringa qui sotto riporta un possibile schema:

La seconda parte della stringa dovrebbe essere maggiormente focalizzata sulle caratteristiche degli effetti sull’ambiente. Parametri di fagliazione superficiale (lunghezza della superficie di rottura, massimo rigetto, tipologia di scorrimento prevalente) e l’area totale degli effetti secondari sono dati necessari per la valutazione dell’I₀ attraverso la scala ESI. Un valore di magnitudo corrispondente (M_ESI) dovrebbe essere definito sulla base di relazioni empiriche elaborate “ad hoc” tra intensità ESI e magnitudo, in analogia con quelle che mettono in relazione la magnitudo con le valutazioni sui danni. L’esempio sottostante mostra una possibile configurazione della stringa avente l’obiettivo di confrontare i risultati di un approccio tradizionale con quello mediante la scala ESI, in cui il numero di osservazioni (N. eff., Np) fornisce una misura indicativa della quantità di informazione che supporta la valutazione d’intensità. A parità di affidabilità dei dati di input, il grado finale di intensità sismica coinciderà con il valore più elevato.

L’ultimo campo collega la stringa ad un documento che sintetizza le caratteristiche degli effetti ambientali più in dettaglio. Questo documento dovrebbe prevedere almeno i) una introduzione descrittiva dell’evento; ii) un elenco degli effetti ambientali classificati per località e corrispondenti valori di intensità ESI locale; iii) un elenco di riferimenti bilibliografici. A completamento, si potrebbero aggiungere le mappe di intensità ESI locali, oltre a foto e disegni esplicativi. Possibili esempi in questo senso sono illustrati in Silva et al. (2007) e Serva et al. (2007).

Riferimenti bibliografici

• Serva L., Esposito E., Guerrieri L., Porfido S., Vittori E. & Comerci V. (2007). Environmental Effects from some historical earthquakes in Southern Apennines (Italy) and macroseismic intensity asseessment. Contribution to INQUA EEE scale project. Quaternary International 173-174 (2007), 30-44.
•  Silva P.G., Alfaro P., Azañón J.M. ,  Bardají T.,  Feriche M.  M.,  Giménez Carcía J.  J., Goy J.L. , Lario J. J., . Martínez-Díaz J.,   Reicherter K., Pérez-López R. ,  Rodríguez Pascua M.A.,   Zazo C.( 2008) -  AEQUA Catalogue of Earthquake Ground Effects in Spain: applications of the EEE INQUA Scale in the Iberian Peninsula (Preliminary report). Association Espanola para el Estudio del Cuaternario, 20 pp.