Gravimoti: la discussione continua (di Patrizio Petricca e Giuseppe De Natale)

Patrizio Petricca (Università Sapienza, Roma). Caro Gianluca, grazie per questa tua intervista che alimenta la discussione alla base della ricerca scientifica, importante sia tramite canali ufficiali (le riviste peer-reviewed) che, in qualche modo, su blog come questo. Condivido ciò che dice nel suo commento Giuseppe De Natale, che riprende un concetto di Popper, ovvero che la Scienza progredisce attraverso nuove proposte che spingono la comunità scientifica a chiarire meglio i concetti ed a trovare precisamente gli errori. Vedo con soddisfazione che l’argomento genera interesse e spero che in futuro il modello venga confutato o confermato da nuovi studi.

Il modello dei graviquakes, che tratto come autore o coautore in vari lavori, è spesso criticato sulla base del meccanismo di doppia coppia, che è un sistema di rappresentazione di forze non in contrasto con quanto previsto dal collasso gravitativo. Questo punto viene spesso sollevato e utilizzato come argomento a sfavore con “darebbe osservazioni diverse dal modello di doppia coppia”. Sarebbe interessante capire quali siano le differenze nelle osservazioni (sismologiche) di uno stesso risultato (scivolamento del tetto lungo la faglia) controllato però da due meccanismi differenti (accumulo di energia elastica o gravitazionale).

Non posso non notare, nel tuo post e nei commenti, una certa confusione tra la critica al modello generale e a uno dei suoi osservabili (o meglio al metodo utilizzato per evidenziarlo). Nell’articolo di Segall e Heimisson (2019), in effetti, si critica il metodo utilizzato per il calcolo del “volume unbalance” e si dimostra che per generare i valori di sollevamento/subsidenza descritti in Bignami et al. (2019) è sufficiente utilizzare una sorgente puntiforme (anche se con una discrepanza nei risultati del 20% che non è un valore trascurabile). Mi astengo dal commentare il metodo DinSAR poichè non conosco la materia. Il punto è che il risultato di Segall e Heimisson non confuta affatto il “volume unbalance” ma lo descrive a partire da un’ipotesi differente. Quanto discusso in quel lavoro si concentra su uno degli osservabili che il modello dei graviquakes cerca di giustificare teoricamente. Di conseguenza non vedo come il loro risultato possa perdipiù confutare (come confermi anche tu in un commento successivo) il modello generale. Il rasoio di Occam si applica quindi al volume unbalance, al metodo utilizzato per calcolarlo o al modello generale? Sono cose diverse.

Il mio commento non voleva però entrare nel merito del modello dei “graviquakes” (in quanto gia fatto da Carlo Doglioni nel post di risposta a questo tuo articolo). Piuttosto vorrei riportare, brevemente, alcune considerazioni che a me inducono a ragionare su un modello del ciclo sismico diverso (qualunque esso sia) e dubitare del convenzionale.

La teoria dell’elastic dislocation. Tu dici che, per descrivere il campo di deformazione generato da un forte terremoto questa teoria è comunemente accettata. Nel commento di De Natale leggo “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”. Quindi mi domando, la teoria della dislocazione elastica è il modello ultimo e abbiamo l’unico obiettivo di migliorarla e raffinarla? Approfondendo la letteratura al riguardo si hanno impressioni diverse. Ad esempio questa teoria è comunemente “utilizzata” (e non accettata) perchè, questo si, è “semplice”. La comunità dei ricercatori che si occupa di hazard sismico ne è consapevole, ed emerge chiaramente sia nei numerosi lavori che la criticano sia in quelli, altrettanto numerosi, che la utilizzano. Le osservazioni fondamentali non sono “estremamente” d’accordo con la teoria; tuttaltro. Questo si può leggere e approfondire in numerosi articoli scientifici (si vedano ad esempio Stein et al., 2012; Wyss, 2015; Geller et al., 2016). Gli osservabili non sono così in accordo con quanto previsto dal modello (rimando ancora alla risposta di Doglioni). Le difese appassionate di tale modello (elastico) non mancano anche se il suo utilizzo ha portato in passato a numerosi errori di previsione.

Ad ogni modo il mio commento a tutta la discussione è che, a prescindere se i gravimoti rappresentino o meno un nuovo paradigma, bisogna ammettere che nella letteratura si percepisce dell’incertezza sull’argomento, che porta a farsi domande e forse nasconde la necessità di una teoria alternativa. Ben venga il dibattito.

Bignami, C., Valerio, E., Carminati, E., Doglioni, C. and Tizzani, P. (2019). Volume unbalance on the 2016 Amatrice – Norcia (central Italy) seismic sequence and insights on normal fault earthquake mechanism. Scientific Reports, 9:4250.

Geller, R.J., Mulargia, F. and Stark., P.B. (2016). Why we need a new paradigm of earthquake occurrence. Subduction dynamics: From mantle flow to mega disasters, geophysical monograph 211, 183-191.

Segall P. and Heimisson, H.R. (2019). On the Integrated Surface Uplift for Dip-Slip Faults. Bulletin of the Seismological Society of America, 109 (6): 2738-2740.

Stein, S., Geller, R.J. and Liu, M. (2012). Why earthquake hazard maps often fail and what to do about it. Tectonophysics, 562, 1-25.

Wyss, M. (2015). Testing the basic assumption for probabilistic seismic‐hazard assessment: 11 failures. Seismological Research Letters, 86(5), 1405-1411.

 

Giuseppe De Natale (INGV, Napoli). Entro di nuovo nella discussione per commentare alcune affermazioni di Patrizio Petricca, sulle quali mi sento in dovere di fare delle precisazioni; che riguardano di fatto non la Sismologia ma il metodo scientifico.

So che sembra strano dover discutere di argomenti basilari che nella ricerca scientifica dovrebbero essere dati per scontati. Sembra però che negli ultimi anni il proliferare delle riviste scientifiche, e la stessa ossessione per le pubblicazioni come valore ‘metrico’ (vedi H-index), e non per il valore intrinseco di ciò che affermano, abbia portato spesso a dimenticare i concetti di base; che quindi vorrei qui ribadire.

Innanzitutto, non era mia intenzione, nel commento al post di Gianluca Valensise, scomodare Popper. Popper è nato nel 1902; le basi del metodo scientifico risalgono a molto prima (Occam è del 1300, Bacone del 1200; Galileo, pietra miliare del metodo scientifico, del 1600). La Scienza va avanti così, da sempre. E dunque voglio spiegare meglio, visto che non sembra essere stato ben compreso, il senso del mio commento.
La teoria della dislocazione elastica è una elaborazione fisico-matematica assolutamente universale, validata da tutte le osservazioni di qualunque tipo su qualsiasi materiale (anche quelli recenti di sintesi, polimeri, ecc.) che, entro certi limiti, abbia un comportamento molto vicino a quello di un solido elastico ‘ideale’. Poi, la teoria della dislocazione elastica viene applicata ‘anche’ per spiegare l’origine dei terremoti; ed anche qui non c’è mai stata alcuna ‘forte discrepanza’ che non possa essere motivata dalla non piena corrispondenza tra i materiali rocciosi dell’interno della Terra e i mezzi elastici ‘ideali’; colpisce semmai, come dicevo, l’incredibile corrispondenza con quanto realmente osservato anche in mezzi estremamente complessi.

Il senso del mio commento, necessariamente dai toni sfumati per il dovere di presupporre che certi concetti di base siano ben noti a tutti coloro che si occupano di ricerca, voleva puntualizzare appunto che non si può confutare una teoria ‘universale’, applicabile in innumerevoli ambiti, sulla base di ipotetiche piccole ‘deviazioni’, la cui significatività è tutta da dimostrare (e finora assolutamente indimostrata), che esisterebbero in un ambito estremamente ristretto (i terremoti di faglia normale). D’altra parte, il mio commento nell’ultima frase aggiungeva un’altra cosa che evidentemente non è stata compresa. Ossia che, a parte il ‘volume unbalance’ che, come si è detto, non è realmente misurabile con la precisione affermata, ma anche se lo fosse sarebbe ‘dimostrabilmente’ in accordo con i modelli di dislocazione elastica, non c’è alcuna osservazione fondamentale che il modello ‘graviquakes’ riesca a spiegare e la teoria della dislocazione elastica no.

D’altra parte, quando si afferma appunto (qualitativamente peraltro) che il modello ‘graviquakes’ produrrebbe dati sismologici equivalenti a quelli previsti dalla teoria della dislocazione elastica (sorvolo sul fatto che secondo me non è vero, nel senso che il modello ‘graviquakes’ non spiegherebbe molte osservazioni fondamentali), si sta esattamente dicendo che non ci sono implicazioni sostanzialmente differenti e tali da giustificare l’abbandono di una teoria universalmente validata ‘anche’ per i terremoti di faglia normale. E quindi, quali sarebbero i motivi per abbandonare un modello ancorato ad una teoria ‘universalmente riconosciuta’ in favore di qualcosa di diverso, valido solo in un ambito molto locale, che produrrebbe gli stessi osservabili?

Stavolta cito veramente Popper, e dico che un modello non ‘falsificabile’ non ha molto senso. E lo posso dire anche molto più semplicemente, come probabilmente lo spiegavano i filosofi del ‘200: affermare che la pioggia non è prodotta dalla condensazione del vapore acqueo che ricade dalle nuvole, ma il risultato del pianto di tanti angioletti invisibili e giammai rilevabili in alcun modo, non ha evidentemente senso. Questo discorso, ovviamente, non va assolutamente confuso con altri: tipo ‘previsione dei terremoti’, ‘ciclo sismico’, ‘determinazione della pericolosità sismica’.

Questi problemi, che nel post di Petricca sembrerebbero l’argomento principale di confutazione della teoria della dislocazione elastica (e difatti quasi tutta la letteratura portata ad esempio verte su tali questioni), sono di tutt’altra natura. Rappresentano infatti il nostro limite nella conoscenza e nella trattazione di fenomeni estremamente complessi come l’accumulo e la dissipazione di sforzi tettonici; oppure, nel caso delle stime di pericolosità, rappresentano scelte ‘convenzionali’ (ossia dettate dall’utilità e dagli scopi) per difenderci dai danni dei terremoti. Ma questi, che sono ‘modelli’ (empirici) nel senso stretto della definizione, non hanno nulla a che fare con la validità o meno della teoria della dislocazione elastica, che deriva invece dallo sviluppo di equazioni che descrivono il comportamento fondamentale dei solidi; né tantomeno possono metterla in discussione.

Che poi anch’io abbia letto su alcuni quotidiani (ed ascoltato personalmente in alcuni seminari, non senza essermi alzato per puntualizzare il mio dissenso scientifico), dopo alcuni forti terremoti recenti, che i massimi danni avverrebbero nella zona di abbassamento prodotta dalle faglie normali per effetti ‘gravitativi’, non voglio neanche commentarlo; da Sismologo (e da persona che si occupa di Scienza) preferisco dimenticarlo.
Spero stavolta di essermi espresso in maniera meno ‘sfumata’, in modo comprensibile a tutti.

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

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Gravimoti: alcuni commenti all‘intervista di Valensise (di Carlo Doglioni)

Riceviamo da Carlo Doglioni questo commento, che pubblichiamo come contributo indipendente, all’intervista a Gianluca Valensise
https://terremotiegrandirischi.com/2019/12/17/gravimoti-un-nuovo-paradigma-intervista-a-gianluca-valensise/
 
Carlo Doglioni, geologo, è professore di geodinamica all’Università Sapienza di Roma dal 1997. Dal 2009 al 2014 è stato presidente della Società Geologica Italiana; dal 2009 è membro dell’Accademia dei Lincei e dal 2011 dell’Accademia dei XL. Dal 27 aprile 2016 è presidente dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia.

La teoria del rimbalzo elastico è stata una grande innovazione all’inizio del secolo scorso. Questo modello assumeva l’ipotesi che le faglie sismogenetiche fossero “prevedibili” nel loro comportamento e che tendessero alla rottura in modo simile e con la stessa magnitudo in un ciclo potenzialmente infinito. Questa assunzione, indistinta per gli ambienti tettonici estensionali, compressivi o trascorrenti, si è dimostrata poco attinente alla realtà più complessa del ciclo sismico.
I terremoti estensionali hanno per esempio un certo numero di differenze rispetto a quelli compressivi che non possono essere spiegate se non con meccanismi genetici diversi.

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Gravimoti: un nuovo paradigma? (intervista a Gianluca Valensise)

Gianluca Valensise, del Dipartimento Terremoti, INGV, Roma, è sismologo di formazione geologica.Dirigente di ricerca dell’INGV, è autore di numerosi studi sulle faglie attive in Italia e in altri paesi. In particolare è il “fondatore” della banca dati delle sorgenti sismogenetiche italiane (DISS, Database of Individual Seismogenic Sources: http://diss.rm.ingv.it/diss/).  Ha dedicato oltre 30 anni della sua carriera a esplorare i rapporti tra tettonica attiva e sismicità storica, con l’obiettivo di fondere le osservazioni geologiche con l’evidenza disponibile sui grandi terremoti del passato.
Da qualche anno è emerso, nel panorama geo-sismologico italiano, il termine “gravimoti”: gli abbiamo chiesto di commentare l’origine e il significato.

Da qualche anno abbiamo cominciato a sentire parlare di “gravimoti”, in alcuni casi come alternativa al termine “terremoti”. Ci puoi riassumere da dove nasce questa idea e a cosa si riferisce?

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La colpa è dei modelli di pericolosità sismica? (di Massimiliano Stucchi)

Premessa. In questi giorni si discutono problemi ben più gravi e urgenti. Tuttavia l’apparizione di un articolo, su l’Espresso, che approfitta della ricorrenza del terremoto di Amatrice del 2016 per gettare discredito sul modello di pericolosità sismica corrente e sulle norme dello Stato, utilizzando fake news e argomenti inconsistenti mi ha mandato in bestia.

Ce lo si poteva aspettare. Cosa meglio di una ricorrenza di un terremoto (Amatrice, 2016) e delle sue vittime per tornare a accusare terremoti e sismologia? Dopo L’Aquila c’era stato addirittura un processo (anzi, più di uno; uno – civile – ancora in corso, al quale sono stato convocato per testimoniare in settembre, senza spiegazione alcuna, dalla parte che accusa lo Stato e chiede risarcimenti). Continua a leggere

Do seismic hazard models kill? (by Massimiliano Stucchi)

Introduction. The appearance of an article, on the weekly magazine L’Espresso (http://espresso.repubblica.it/plus/articoli/2019/08/26/news/terremoto-calcoli-sbagliati-1.338128?ref=HEF_RULLO&preview=true), which took advantage of the 2016 Amatrice earthquake anniversary to discredit the Italian seismic hazard model and the national building code, based on it, using fake news and inconsistent arguments made me angry.
What follows is a comment written for the benefit of the international readers.
The original version in Italian which can be found here (https://terremotiegrandirischi.com/2019/08/27/la-colpa-e-dei-modelli-di-pericolosita-sismica-di-massimiliano-stucchi/), which can easily be translated by means of the improved https://translate.google.com/.

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Tutti sulla stessa faglia: un’esperienza di riduzione del rischio sismico a Sulmona. Intervista a Carlo Fontana

Carlo Fontana è un ingegnere meccanico che vive a Sulmona, e quindi nei pressi di una delle faglie appenniniche più pericolose: quella del Morrone. Lavora nel settore industriale e fino al 2009 non ha considerato il rischio sismico come rilevante nella sua vita. Con lui abbiamo discusso della sua esperienza di riduzione della vulnerabilità sismica della sua casa e di impegno pubblico sul tema della prevenzione nel suo territorio.

Ci racconti come era – dal punto di vista sismico – l’edificio in cui vivevi ?

L’edificio in questione è la casa paterna di mia moglie, che abbiamo deciso di ristrutturare dopo il matrimonio per renderla bifamiliare. Era composto da un nucleo originario in muratura calcarea tipica della zona, primi anni del 900, a cui è stato affiancato un raddoppio negli anni  ‘60 con muratura in blocchi di cemento semipieni. Solai in profili metallici e tavelle, scala in muratura e tetto in legno. E’ stata danneggiata e resa parzialmente inagibile dai terremoti del 7 e 11 maggio 1984. Nel 2008 era ancora in attesa del contributo per un intervento di riparazione progettato a ridosso del sisma.

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Qual è stata la molla che è scattata per indurti a rivedere il progetto relativo alla tua abitazione? Continua a leggere

Dopo i terremoti: alloggi provvisori e ricostruzione consapevole (di Renato Fuchs)

Da varie settimane si assiste a un crescendo di proteste per i ritardi con cui vengono portati avanti i piani di ricostruzione dei paesi colpiti dai terremoti del 2016, il cui numero si è esteso a seguito degli eventi del gennaio 2017. Di recente, lo stesso Commissario Straordinario Vasco Errani ha sostenuto che poco è stato fatto.
E’ bene precisare, tuttavia, che si tratta di ritardi riferiti alla fase di assistenza post-terremoto, e non di ricostruzione vera e propria, della quale non si conoscono ancora i piani definitivi.
Abbiamo posto alcune domande a Renato Fuchs, di Eucentre, che ha svolto un importante ruolo organizzativo nell’ambito del “Progetto CASE” (L’Aquila, 2009) ed è ora responsabile del sistema informativo di supporto alla gestione delle necessità di assistenza alla popolazione a seguito delle recenti emergenze in Centro Italia, realizzato in collaborazione con il Dipartimento della Protezione Civile (DPC).

Con quali strumenti è stata gestita la fase di prima assistenza, per assicurare ai terremotati un alloggio provvisorio dopo il periodo trascorso nelle tendopoli?
Ai cittadini colpiti dagli ultimi terremoti sono state offerte le seguenti forme di assistenza:
– Container collettivi: sono soluzioni “ponte” tra le tende e le altre sistemazioni, consistenti in edifici prefabbricati di grandi dimensioni, in ciascuno dei quali vengono ospitate 20-30 persone;
– CAS (Contributo di Autonoma Sistemazione): un contributo economico mensile alla famiglia che intenda alloggiare a proprie spese. L’importo dipende dal numero di componenti il nucleo famigliare e dalla presenza nello stesso di anziani, disabili o portatori di handicap. Tale importo, inizialmente fissato in 200 euro a persona al mese, è stato aumentato a partire dal 15 novembre 2016 a 300 euro a persona;
– Alloggio in strutture ricettive: è stata stipulata una convenzione con le associazioni di categoria, in base alla quale per ogni giornata di presenza di un cittadino presso una struttura ricettiva, viene riconosciuto alla stessa un importo di 40, 35 o 25 euro in funzione del trattamento ricevuto (rispettivamente pensione completa, mezza pensione o camera e colazione);
– SAE (Soluzioni Abitative di Emergenza): sono edifici prefabbricati, realizzati dalle ditte che si sono aggiudicate nel 2014 una gara CONSIP, di diverse metrature in funzione della numerosità del nucleo familiare, generalmente “a schiera”. Le tempistiche per la loro disponibilità dipendono anche dall’individuazione delle aree e dalla realizzazione dei necessari lavori di fondazione e di urbanizzazione;
– MAPRE (Moduli Abitativi Provvisori Rurali Emergenziali): si tratta di edifici prefabbricati singoli, installati in prossimità di stalle o fattorie, destinati ad ospitare gli allevatori/agricoltori che abbiano la necessità di rimanere vicini ai propri luoghi di lavoro. Continua a leggere

Terremoti e faglie nell’Appennino centrale, tra prevedibilità e sorprese (di Gianluca Valensise)

Gianluca Valensise, sismologo di formazione geologica, dirigente di ricerca dell’INGV, è autore di numerosi studi sulle faglie attive in Italia e in altri paesi. In particolare è il “fondatore” della banca dati delle sorgenti sismogenetiche italiane (DISS, Database of Individual Seismogenic Sources: http://diss.rm.ingv.it/diss/).
Qualche settimana fa ha rilasciato una intervista sul potenziale sismico della faglia del Gorzano, interessata dai terremoti del 18 gennaio 2017, i cui contenuti non coincidevano esattamente con il comunicato del Dipartimento della Protezione Civile (DPC), che riassumeva il parere della Commissione Grandi Rischi (CGR).
La materia è complessa e le valutazioni sul potenziale sismogenetico di una faglia, prima e dopo un evento sismico importante, sono particolarmente difficili. Abbiamo chiesto a Gianluca di offrirci il suo punto di vista, per aumentare la nostra capacità di comprensione, senza per questo volerlo porre in contrapposizione ad altri pareri, in particolare a quelli “ufficiali”.

Gli eventi del 18 gennaio 2017 non possono essere analizzati a prescindere dalla sequenza di eventi iniziata il 24 agosto 2016. Qual’è la tua opinione su questa sequenza, lunga e dolorosa?

La mia opinione, che dettaglierò meglio nella risposta alla domanda seguente, è che le sequenze lunghe e articolate siano una caratteristica connaturata con l’essenza stessa dell’Appennino. Le rocce che formano la crosta terrestre al di sotto dell’Appennino sono sempre sotto tensione, più o meno “cariche” e più o meno vicine al punto di non ritorno, ovvero al terremoto. Ma il terremoto può accadere “in un’unica soluzione”, come avvenne ad esempio in Irpinia nel 1980, quando una devastante scossa di magnitudo prossima a 7.0 fu seguita da un corteo di repliche trascurabile rispetto a quello che abbiamo visto negli ultimi sei mesi, o può avvenire per scosse successive di dimensioni grossolanamente confrontabili, come è successo con i tre terremoti di Amatrice (24 agosto, M 6.0), Visso (26 ottobre, M 5.9), e Norcia (30 ottobre, M 6.5: si veda l’immagine allegata); i quali, tra l’altro, hanno rilasciato una energia complessiva che è ancora inferiore a quella rilasciata dal solo terremoto del 1980.

Valensise_sequenza 2016-2017

Distribuzione delle scosse principali (magnitudo 5.4 e superiori) della sequenza del 2016-2017. L’immagine è stata tratta dal sito INGVTerremoti ed è aggiornata al 23 gennaio scorso: risultano quindi in piena evidenza le quattro forti scosse del 18 gennaio e le successive repliche (https://ingvterremoti.wordpress.com/2017/01/23/sequenza-in-italia-centrale-aggiornamento-del-23-gennaio-ore-1100/).

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Terremoti e grandirischi: ci risiamo? (di M. Stucchi)

Una doverosa premessa: di seguito commento quanto letto su “social” e stampa, fonti che – come è noto – devono essere prese con il beneficio di inventario.

Il 18 gennaio 2017 alcuni terremoti di media magnitudo hanno interessato la zona a sud di Amatrice, già in parte colpita dalla sequenza sismica iniziata il 24 ottobre 2016, nella quale si trova il bacino d’acqua di Campotosto. Ai terremoti è seguita la valanga che ha sepolto l’hotel Rigopiano.
Il 20 gennaio si è riunita la Commissione Grandi Rischi, organo consultivo del Dipartimento della Protezione Civile (DPC) che – secondo le procedure in uso dopo la ridefinizione dei suoi compiti seguita alla vicenda aquilana del 2009 – ha rilasciato le proprie valutazioni mediante un verbale destinato a DPC. Continua a leggere