Gravimoti: altri commenti (di Giuseppe De Natale e Roberto Devoti)

E’ chiaro che non è possibile in questa sede trattare rigorosamente di Sismologia, che è una disciplina complessa e richiede una trattazione matematica molto avanzata. Potrei certamente commentare alcuni concetti espressi da Doglioni: ad esempio, le sue affermazioni sul fatto che in profondità non esistano sforzi tensionali ‘assoluti’ non aggiungono nulla al problema, in quanto ciò che conta nel modello di terremoto a doppia coppia sono gli sforzi deviatorici. E certamente il meccanismo di ‘collasso gravitativo’, in termini di meccanismo focale, darebbe osservazioni sismiche significativamente diverse dal modello a doppia coppia.Ci sarebbe anche da discutere sul valore ‘assoluto’ dei dati positivi e negativi nelle immagini SAR; problema comunque superato in ogni caso dalle considerazioni contenute nel lavoro citato del BSSA. Ma il problema non è questo, che certamente non sarebbe affrontabile in questa sede. Il problema è quello in gran parte affrontato e chiarito appunto nel lavoro di Segall e Heimisson, e che tu hai giustamente richiamato in forma discorsiva/divulgativa. Nella sua forma più generale, esso è sintetizzato nelle frasi finali del lavoro citato, ma è molto più profondo: la Scienza è di per sè conservativa; quando si vuol proporre un nuovo modello per sostituire quello accreditato, è necessario prima di tutto che quello finora adottato sia chiaramente incapace di spiegare alcune osservazioni fondamentali; poi, che il nuovo spieghi perfettamente tutte le osservazioni pregresse, almeno come il vecchio modello, e in più spieghi le nuove.

La teoria della dislocazione elastica è estremamente generale, estremamente elegante e, in senso fisico-matematico, estremamente semplice. Le osservazioni fondamentali sono estremamente d’accordo con la teoria, entro i limiti delle approssimazioni implicite in fenomeni così complessi. Le stesse immagini SAR, da quando esistono, forniscono osservazioni incredibilmente in accordo con la teoria, sviluppata in mezzi puramente elastici, quindi ‘ideali’, pur riferendosi a mezzi, come le rocce terrestri, molto più complessi ed ‘imperfetti’. E’ qui il nocciolo della questione: non ha molto senso contestare un modello fisico-matematico semplice, elegante, ed universalmente in grado di spiegare le osservazioni principali in base a piccole differenze nelle osservazioni, che (se anche ci fossero) dipendono essenzialmente dal fatto che la teoria si riferisce necessariamente a modelli ‘ideali’ elastici che possono solo approssimare il comportamento del mezzo reale. In gergo, si direbbe che si vuole ‘interpolare il noise’, ossia dar peso a dettagli che non riguardano il problema fisico bensì gli errori, di misura o di approssimazione del modello.

Nel nostro caso, le osservazioni di dettaglio, dovute alla differenza tra il mezzo elastico ideale ed il mezzo ‘reale’, geologico, possono essere certamente localmente interessanti da analizzare, per i motivi più diversi: ma sono su un altro piano, non certo confrontabile con il modello fisico-matematico, universale, che spiega la sismicità di qualunque natura (perché non dimentichiamo che la teoria della dislocazione elastica non spiega soltanto la sismicità tettonica, a doppia coppia, ma quella dovuta ad ogni tipo di sorgente: comprese le esplosioni, che anzi, quelle nucleari, sono state la ragione principale del grande sviluppo della Sismologia tra gli anni ’60 ed ‘80). Tutto questo, Segall ed Heimisson l’hanno sintetizzato nella frase relativa al ‘Rasoio di Occam’ (dal nome del frate francescano che, già nel 1300, espresse uno dei più importanti principi che ancora oggi guidano la Scienza; e che consente di distinguere le vere ‘scoperte’ da semplici ipotesi ridondanti e non necessarie).

In conclusione, credo sia proprio la mancanza di reali implicazioni fondamentali del modello ‘graviquakes’ (termine anch’esso a mio avviso improprio, perché earthquake significa ‘moto della terra’, che è indipendente da come sia generato), significativamente diverse dal modello acclarato di dislocazione elastica, che a mio avviso ha fatto sì che finora, e con la sola eccezione di Segall e Heimisson, la comunità scientifica se ne sia di fatto disinteressata; anche nell’eventuale critica.

 

Roberto Devoti (INGV, Roma). Ho letto con attenzione i vari interventi: la questione mi sembra importante perché riguarda i fondamenti dell’avanzamento della conoscenza. Mi sento di riportare solo una breve considerazione che non ho visto rimarcata con il dovuto rilievo.

La pubblicazione di Segall e Heimisson, 2019, una nota breve apparentemente marginale nel corpo della letteratura scientifica e con la pretesa di commentare una pubblicazione specifica sull’argomento “gravimoto” (Bignami et al., 2019), nasconde in realtà una vera e propria chicca scientifica, una piccola scoperta che lascia stupiti anche gli esperti del settore. Gli autori, Paul Segall un professore di geofisica all’Università di Stanford ed Elías Heimisson uno studente brillante appena dottorato, hanno ricavato una formula matematica semplice nella sua struttura ma che esprime una legge di conservazione fondamentale, sconosciuta finora ai libri di testo in sismologia.

Nell’ambito della teoria della dislocazione elastica, la formula quantifica il disavanzo di volumi spostati della crosta terrestre in caso di terremoto, cioè la differenza tra il volume sollevato e quello abbassato. Esprime cioè la deformazione della superficie terrestre indotta dai terremoti nell’ipotesi che la crosta terrestre sia assimilabile ad un materiale comprimibile ed elastico. Tale deformazione è spazialmente simmetrica solo in casi molto particolari (faglie verticali) e dalla misura di tale asimmetria si possono ricavare informazioni sulla sorgente causale del terremoto. Questa deformazione risulta ora misurabile con tecniche satellitari (ad es. InSAR) e quindi la formula di Segall & Heimisson appare ancor più preziosa permettendo di mettere alla prova la teoria.

Cosa prevede dunque la formula di Segall & Heimisson per il terremoto di Norcia 2016? Un semplice calcolo, assumendo valori medi dei parametri elastici per la crosta terrestre, rivela che il disavanzo di volumi è negativo e vale -0.08 km3. Il lavoro di Bignami et al., 2019 riporta un valore misurato con tecniche InSAR del disavanzo pari a -0.1 km3. La differenza tra teoria e misura è del 20%, uno scarto assai piccolo considerando che le ipotesi di partenza sono estremamente semplificate. Questo semplice risultato permette a Segall & Heimisson di suggerire la lex parsimoniae di Ockham per rigettare (per ora) le teorie alternative che si pongono in contrapposizione alla dislocazione elastica.

 

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