Gli “effetti di sito” amplificatori di un sisma: il caso di Tuscania nel 1971

MeteoWeb
In un vecchio disegno del Prof. Trevisan: l’evoluzione del vulcanismo laziale con fase attiva, sprofondamento della parte sommitale, formazione della caldera ed infine di un lago (Bolsena, Bracciano, ecc.)

Grazie al solito lodevole lavoro del geologo Giampiero Petrucci, presentiamo oggi un nuovo studio approfodito sugli effetti di sito amplificatori di un sisma, prendendo in analisi il caso di Tuscania nel 1971.
E’ convinzione comune che il potenziale distruttivo di un terremoto dipenda esclusivamente dall’energia sprigionata ovvero dalla magnitudo. Ciò è vero soltanto in parte perché risulta fondamentale per lo sviluppo di un sisma anche la profondità dell’ipocentro: quanto più la sorgente è superficiale, maggiori possono essere i danni. Esiste poi un altro aspetto di primaria importanza, spesso trascurato o sottovalutato, come accaduto ad esempio nel recente terremoto dell’Emilia (Perché l’Italia trema? Cause e rimedi dei terremoti che affliggono il nostro paese). Infatti in determinate circostanze, più spesso di quanto si possa ritenere, le situazioni locali di un sito amplificano, talora in modo parossistico, l’ampiezza e l’intensità delle onde sismiche. Accade allora che magnitudo non troppo elevate, pure intorno a 4.5-5.0, possano causare danni ingenti e vittime: in questi casi entrano infatti in gioco i cosiddetti effetti di sito ovvero fattori locali, talora molto puntuali, che aumentano, anche a dismisura, la potenza di un sisma, generando devastazioni inaspettate. La liquefazione, di cui abbiamo già ripetutamente parlato su MeteoWeb (vedi qui, e ancora qui, e pure qui e infine qui) è il più noto di questi effetti, anche in relazione a quanto accaduto recentemente in Emilia. Ma non è il solo: altri aspetti importanti sono la presenza di litologie sfavorevoli (terreno di riporto, materiali soffici ed incoerenti), di frane quiescenti che possono essere riattivate o di pendii acclivi (rupi, scogliere). Un esempio eclatante, dovuto tra l’altro alla combinazione di più effetti, è il caso del terremoto di Tuscania, avvenuto il 6 febbraio 1971.

La cittadina di Tuscania ha una lunghissima storia, risultando tra l’altro il suo territorio abitato sin dal Neolitico. Fu però nel periodo etrusco che assunse particolare importanza, divenendo una città-stato con una struttura sociale avanzata al punto da lasciare numerose necropoli nei suoi dintorni. Ancora attiva in epoca romana, nel medioevo fu parte importante nelle lotte tra guelfi e ghibellini del viterbese, venendo chiamata Toscanella. Nel XIII secolo si ingrandì ulteriormente, anche grazie alla costruzione, nel tipico stile romanico, di alcune chiese di assoluto pregio architettonico. Dunque un borgo ricco di storia, un piccolo gioiello medioevale racchiuso tra le sue mura, in cima ad un colle. Ma proprio questa sua posizione topografica, così importante dal punto di vista strategico, è alla base della sua distruzione.

Il 6 febbraio 1971, alle ore 19.09, si verifica un terremoto, con epicentro stimato tra Arlena e Tuscania. La magnitudo è incerta, poiché gli autori non sono concordi: comunque non è molto alta, oscillando intorno a 5.0 (per alcuni 4.5). Bassa invece la profondità dell’ipocentro, tra i 4 e 5 km: dunque un sisma superficiale e sappiamo che quanto meno profonda è la posizione dell’ipocentro, maggiori possono essere i danni. A detta di molti autori, responsabile della scossa pare essere una faglia che si sviluppa dal nord del lago di Bracciano e lambisce Tuscania anche se questa teoria non convince tutti, soprattutto per il periodo ristretto di tempo in cui si sviluppano le cosiddette scosse di assestamento (alle 22.20 del 6 febbraio un’altra scossa con magnitudo 3.56 e poi nulla più di rilevante) e la mancanza di evidenti fratturazioni e fagliazioni post-sisma nel terreno. Tuttavia il problema non sta nel terremoto in sé quanto piuttosto nella posizione geografica del paese e nella composizione litologica del sito. In un altro contesto un sisma del genere non provocherebbe danni ingenti, sarebbe una sorta di “scossa normale”. Inoltre è perfettamente in accordo con la sismicità storica della zona che vede eventi in aree circoscritte dal punto di vista geografico, con periodi limitati nel tempo e profondità degli ipocentri superficiali. Caratteristiche che hanno fatto classificare a lungo Tuscania come “non sismica” e che ancora nel 1984 la faranno rientrare in “classe 4” (adesso si trova in classe 3). Dunque, da un punto di vista prettamente storico e di classificazione non sembra esserci motivo di allarme.

Lo schema dello sprofondamento associato alla formazione di una caldera. Il terremoto di Tuscania del 1971 potrebbe essere stato generato proprio da questo fenomeno

Invece c’è, per due motivi fondamentali. Tuscania si trova in un’area caratterizzata dal famoso vulcanismo laziale del Quaternario di cui i laghi ancora esistenti (Bolsena, Bracciano, Vico, ecc.) sono testimonianza evidente, essendo stati creati dalla depressione provocata dallo sprofondamento degli edifici vulcanici.

Il paese è perciò costruito su litologie vulcaniche, ben distinguibili: la maggior parte del centro storico poggia su tufi stratificati (materiali piroclastici sciolti ed incoerenti), alcune case invece su leucititi ovvero su lave effusive di tipo tefritico, rocce lapidee e resistenti. Questa differenza risulta fondamentale per capire l’amplificazione del sisma. Difatti i tufi, come tutti i suoli soffici (anche certi depositi alluvionali), “intrappolano” le onde sismiche, rendendo in sostanza più lungo il periodo di scuotimento del terreno. Ma nel contempo amplificano pure l’ampiezza delle onde la cui velocità si abbassa rispetto al materiale attraversato in precedenza e dunque esse si addensano, diventano più pericolose e provocano uno sconvolgimento simile a quello del mare che passa improvvisamente da calmo ad agitato.

Ecco dunque un perfetto esempio di effetto di sito collegato alla litologia sfavorevole: dove è presente la roccia, gli effetti sono pressoché nulli; al contrario, dove sono presenti i tufi, gli effetti si amplificano. Ma esiste un altro fattore discriminante di estrema importanza: la tipologia delle costruzioni. Nel corso dei secoli il centro storico di Tuscania non è stato certamente costruito con precauzioni anti-sismiche. Spesso le case sono di tufo o comunque di materiali scadenti, innalzate “alla romana”, senza malta cementizia, talvolta pure senza fondazioni e semplicemente “appoggiate” sui tufi (o addirittura su materiali di riporto), caratterizzate da soffitti a volta (i meno resistenti ad un sisma) e da travi in legno (che possono essere allentate e sfilate dai loro supporti durante l’evento tellurico). Dunque in pratica non posseggono nessuna resistenza allo scuotimento del terreno che da parte sua, come descritto, è già di per sé soggetto all’amplificazione. Ecco perciò che i due fattori negativi si sommano ed il terremoto, nonostante una magnitudo poco elevata, diventa distruttivo.

Gli effetti disastrosi del terremoto di Tuscania. A subire i danni maggiori gli edifici costruiti sul tufo

Tutto questo secondo l’interpretazione scientificamente più ortodossa del fenomeno. Ma adesso entra clamorosamente in gioco una novità, un terzo effetto riportato alla luce grazie alle attente ricerche del dott. Paolo Sensi, in procinto di dare alle stampe un interessante volume al riguardo e che gentilmente ha messo in anteprima a nostra disposizione i principali risultati del suo lavoro. Come già detto, Tuscania si trova in un’area caratterizzata nel recente passato geologico da un intenso vulcanismo. Caratteristica principale di ogni edificio vulcanico è la sua camera magmatica ovvero l’area in cui si raccoglie il magma prima di uscire. Quando l’eruzione cessa e la pressione del magma diminuisce, può accadere che il magma stesso rimanga all’interno della camera, solidificando e generando rocce intrusive (come i graniti). Oppure, anche in tempi molto lunghi, la camera può svuotarsi: in questo modo la cavità, rimasta vuota e senza pressione, non riesce più a sostenere il peso dell’edificio vulcanico la cui parte sommitale collassa e genera una caldera, in sostanza una depressione geomorfologicamente concava.

Secondo la teoria del dott. Sensi, il sisma sarebbe da imputare non tanto ad una causa tettonica (faglia) quanto alla formazione di una caldera (con sprofondamento della parte sommitale del colle) in corrispondenza del centro storico di Tuscania. Dunque un altro effetto di sito ben specifico che potrebbe però pure rappresentare una concausa come ad esempio accaduto per lo tsunami collegato al terremoto di Messina del 1908 (28 dicembre 1908 – Terrore nello Stretto: lo “tsunami di scirocco” e le sue possibili cause): mentre nello Stretto il sisma indusse il movimento di un’enorme frana che a sua volta provocò lo tsunami, a Tuscania l’evento tellurico potrebbe aver innescato lo sprofondamento, generando dunque ulteriore distruzione. Si deve però precisare che la caldera in questione avrebbe dimensioni limitate e che la depressione provocata non sarebbe certo dell’ordine di metri né tanto meno paragonabile a quelle all’origine dei laghi laziali. Rimane però il fatto che questa teoria non sembra da sottovalutare anche perché sono evidenti alcune analogie (in particolare la rapidità di attenuazione delle scosse) con eventi simili accaduti in aree non lontane da Tuscania.

Faglia o caldera, in ogni caso il terremoto devasta Tuscania che oltre tutto quel giorno è in festa non soltanto per il Carnevale (è il Martedì Grasso) ma anche per l’inaugurazione del nuovo Teatro Comunale, da tempo atteso. Ma quell’inaugurazione, prevista alle ore 21, viene anticipata dal sisma e, tragico destino, al posto degli attori sul palco verranno sistemate le bare delle vittime. Difatti il borgo è distrutto: gli edifici costruiti sul tufo subiscono danni ingenti, crolla pure l’ospedale, due prestigiose chiese romaniche (le Basiliche di S. Pietro e di S. Maria Maggiore) vengono semidistrutte, il Palazzo del Rivellino (già deteriorato dal tempo) ed il convento benedettino cadono a pezzi, la fontana del Butilame non getta più acqua, decine di abitazioni lesionate gravemente. Il conteggio delle vittime è tragico: 31 morti, 5000 senzatetto. Un evento che segna per sempre la comunità locale, rivoluzionando il sistema urbanistico (con esodo forzato dal centro storico) ed incidendo profondamente nell’immaginario collettivo. Un terremoto trascurato dai media ed oggi quasi dimenticato al di fuori dell’area viterbese, probabilmente sottovalutato da gran parte della comunità scientifica ma che invece merita massima attenzione per essere il perfetto paradigma delle modalità di costruzione da non adottare su terreni e zone atte all’amplificazione degli effetti di un sisma. Come sempre dal passato giungono lezioni importanti ma pochi, purtroppo, sembrano recepirle.

Si ringrazia il dott. PAOLO SENSI per la gentile collaborazione.