Clima e sismologia, il Prof. Panza: “Un forte terremoto potrebbe colpire molte città italiane in qualsiasi momento, in Italia protestano sul clima ma avrebbero altro a cui pensare”

Il Professor Giuliano Panza, intervistato dalla Clintel Foundation (clintel.org), discute di clima, cambiamento climatico e terremoti

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Si parla molto di cambiamento climatico, ma molto poco dei terremoti. Un paradosso, se si pensa che l’Italia è uno dei Paesi a più alto rischio sismico nel quale oltretutto un eventuale violento terremoto provocherebbe ingenti danni e perdite sia dal punto di vista umano che strutturale (eventi oltretutto che nel corso dell’ultimo secolo si sono verificati più volte, ndr).

Lo sa bene il Professor Giuliano Panza che nel corso della proficua carriera professionale ha studiato i terremoti consapevole di quanto fosse fondamentale imparare a prevederli.

Intervistato dalla Clintel Foundation (clintel.org), discute di clima, cambiamento climatico e terremoti.

Di seguito l’intervista completa.

Qual è il suo background?

Mi sono laureata in Fisica all’Università di Bologna (Alma Mater). Sono un ex professore ordinario presso l’Università di Trieste in Sismologia e Geofisica e con il Prof.Vladimir Keilis-Borok ho co-fondato e lavorato come Responsabile del Gruppo SAND – Struttura e dinamiche non lineari della Terra – presso ICTP Trieste. Sono dottore honoris causa presso l’Università di Bucarest; Professore onorario emerito dell’Institute of Geophysics of China Earthquake Administration, Beijing; Professore onorario dell’Università di Ingegneria Civile e Architettura di Pechino; Membro del comitato consultivo del Beijing Advanced Innovation Center for Future Urban Design.

Alla cerimonia di conferimento dell’Istituto di geofisica, CEA, il signor Zhao Ming, vicedirettore del Dipartimento per la cooperazione internazionale del CEA e rappresentante dei leader CEA, mi ha completato come Marco Polo in sismologia.

Sono membro delle seguenti Accademie: Accademia Nazionale dei Lincei, Accademia Nazionale delle Scienze, Academia Europaea, Russian Academy of Sciences, The Academy of Sciences for the Developing World.

Sono stato interessato ai terremoti per tutta la mia vita scientifica. L’Italia ha una lunga storia di terremoti e molte persone ricorderanno il drammatico terremoto de L’Aquila nel 2009, quando morirono più di 300 persone e diversi scienziati furono condannati per la loro mancanza di allerta, ma in seguito rimossi.

La legislazione italiana, infatti, si compone di 3 livelli di giudizio:

1 – Corte d’assise: un tribunale italiano ha dichiarato ufficialmente colpevoli di omicidio colposo a seguito del terremoto a L’Aquila sei scienziati italiani e un ex governo.

2 – Corte d’assise d’appello: assolve sei dei sette imputati.

3 – Corte di Cassazione: Conferma le assoluzioni di sei dei sette incriminati.

La previsione dei terremoti e dei loro effetti è ancora un compito molto difficile a causa del comportamento non lineare del sistema Terra. Nonostante ciò abbiamo fatto dei progressi nell’ultimo decennio con il cosiddetto Neo Deterministic Seismic Hazard Assessment (NDSHA), che mi è valso importanti riconoscimenti internazionali, ad esempio la medaglia EGU Beno Gutenberg e il premio AGU International, nel 2000 e 2018, rispettivamente.

In NDSHA utilizziamo codici di computer di modellazione numerica basati su: (1) la descrizione fisica del processo di rottura del terremoto; e su (2) i percorsi di propagazione delle onde sismiche – per poi prevedere in modo affidabile i parametri di movimento del suolo risultanti derivanti dalle molte potenziali sorgenti sismiche considerate.

In effetti, l’NDSHA funziona meglio del popolare Probabilistic Seismic Hazard Assessment (PSHA). Ma la scienza non è democratica! Vorrei solo ricordare una frase attribuita a Galileo Galilei: “In questioni di scienza, l’autorità di un migliaio di persone non vale tanto quanto l’umile ragionamento di un singolo individuo”. (“Nelle questioni di scienza, l’autorità di mille non vale l’umile ragionamento di un singolo individuo.”).

NDSHA ha fornito, per oltre due decenni, strumenti di valutazione del rischio sismico (RSHA) efficaci e affidabili per la comprensione, la comunicazione e la mitigazione del rischio sismico. La procedura per le mappe di pericolosità sismica derivate dall’NDSHA a scala regionale è descritta in dettaglio su http://www.xeris.it/Hazard/index.html.

La valutazione del rischio sismico NDSHA è stata ben convalidata da tutti gli eventi verificatisi nelle regioni in cui le mappe NDSHA erano disponibili al momento dei successivi terremoti; comprese queste osservazioni di quattro terremoti recentemente distruttivi: M 5.9 Emilia, Italia 2012; M 6.3 L’Aquila, Italia 2009; M 5.5–6.6 Central Italy 2016–2017 Crisi Sismica; e M 7.8 Nepal 2015. Questa buona performance suggerisce che la più ampia adozione di NDSHA (specialmente nelle aree tettonicamente attive – ma con forse una quiescenza sismica relativamente prolungata, cioè dove solo pochi eventi importanti si sono verificati nel tempo storico) può preparare meglio le società civili ad affrontare l’intera serie di potenziali terremoti che possono e si verificheranno!

Meglio far andare in pensione PSHA, che è più legato al concetto di “fiducia nei numeri” che a un percorso collaudato per la sicurezza sismica, R.I.PSHA piuttosto che “rischiare con un’ipotesi” e poi, in futuro, sperimentare di più catastrofi e disastri sismici, perché mappe di pericolosità errate indicavano dei territori come solo “a basso rischio”, ma le regioni tettoniche attive agivano ancora una volta in maniera diversa!

PSHA, a differenza di NDSHA, non è stato: (a) mai convalidato da “test oggettivi”; ma si è (b) effettivamente dimostrato inaffidabile come metodo di previsione sui “tassi” di eventi sismici; e (c) ha tuttavia imposto che gli standard di progettazione antisismica e la preparazione e la pianificazione sociale dei terremoti dovrebbero essere basati su modelli di “analisi del rischio sismico ingegneristico” – modelli che incorporano ipotesi, in realtà favole (o “realismi magici”) ora noti per essere in conflitto con ciò che abbiamo appreso scientificamente riguardo alla geologia e alla fisica dei terremoti.

Nelle prove contro PSHA: troppi terremoti dannosi e mortali (come il 1988 M 6.8 Spitak, terremoto in Armenia; il 2011 M = 9 Tohoku, Japan Megathrust; e il 2012 M = 6 Emilia, Italia eventi) si sono verificati tutti nelle regioni valutate essere “a basso rischio” da PSHA Seismic Hazard Maps. Prevedere il clima è difficile quanto prevedere i terremoti e quindi esito ad accettare le previsioni climatiche tradizionali che prevedono il destino del clima in futuro. Questo è il motivo che mi ha spinto ad accettare la richiesta di firmare, come protagonista dell’NDSHA, la Dichiarazione globale sul clima di CLINTEL. In altre parole, ho ritenuto mio dovere dimostrare come gli inconvenienti fondamentali influenzino i diversi rami della scienza apparentemente molto distanti tra loro. 

Da quando e perché si è interessato al cambiamento climatico?

All’inizio del millennio, quando mi sono reso conto che le valutazioni popolari in merito al cambiamento climatico non sono valide, così come avviene per le valutazioni popolari del rischio sismico. Entrambe non soddisfano il principio di falsificabilità di Popper: affinché una teoria sia considerata scientifica deve essere possibile testarla e dimostrata falsa. Per essere accettate le teorie scientifiche devono fare previsioni confermate.

Le mappe mondiali che raffigurano la pericolosità sismica ottenuta da PSHA come risultato del Global Seismic Hazard Assessment Program, GSHAP, sono grossolanamente fuorvianti, come dimostrato da fatali evidenze in tutti i terremoti più mortali avvenuti dal 2000 in poi. In effetti, la sismicità degli ultimi venti anni ha smentito le mappe probabilistiche GSHAP che sono state pubblicate nel 1999, come può essere verificato da qualsiasi persona interessata. GSHAP fallisce sia nel descrivere la sismicità passata, sia nelle previsioni future in merito al movimento del suolo e al numero di vittime dichiarate.

In accordo con i sistemi di analisi probabilistici del rischio sismico (PSHA), i più grandi terremoti credibili valutati deterministicamente o storicamente definiti (spesso indicati come Maximum Credible Earthquakes, MCEs) sono “una possibilità poco convincente” e sono trattati come “impossibilità probabili” all’interno di zone sismiche individuali. In ogni caso, a livello globale nell’ultimo decennio questi eventi continuano a verificarsi dove il PSHA aveva previsto che il rischio sismico fosse basso.

Il confronto sistematico dell’osservazione del movimento del suolo rispetto al valore aspettato riportato nelle mappe del Global Seismic Hazard Assessment Program (GSHAP) rivela una grave sottostima in tutto il mondo. Severe incongruenze rispetto all’osservazione disponibile si rilevano anche per le mappe PSHA a scala nazionale (Italia inclusa), sviluppate utilizzando set di dati aggiornati.

Di conseguenza, queste mappe hanno sottostimato il numero previsto di vittime nei recenti e disastrosi terremoti approssimativamente di circa due o tre ordini di magnitudo. Il bilancio totale delle vittime nel 2000-2011 (che supera le 700.000 persone, comprese le vittime dello tsunami) richiede una rivalutazione critica dei risultati GSHAP, così come dei metodi sottostanti.

Alcuni dei problemi teorici e pratici della valutazione probabilistica del rischio sismico partono dall’assunto eccessivamente semplificato circa i modelli di natura complessa del moto tellurico – ciò potrebbe ridurre il problema tensore della generazione e propagazione delle onde sismiche, standard nella meccanica di un continuum come la Terra , in un problema scalare – alla dimensione e alla qualità insufficienti dei cataloghi dei terremoti necessari per una modellazione probabilistica affidabile su scala locale. Infatti NDSHA (supplemento) è in grado di modellare efficacemente la natura complessa del moto tellurico e richiede solo la conoscenza dei terremoti dannosi verificatisi, che sono abbastanza ben rappresentati anche nei cataloghi storici.

Questa è stata la motivazione che ha portato ad avviare un approccio neo-deterministico alla valutazione del rischio sismico, ora noto a livello internazionale come NDSHA, che ha prontamente soddisfatto il principio di falsificabilità di Popper, come dimostrato, dal 2000, dalla sismicità verificatasi nei paesi in cui sono disponibili le mappe NDSHA. Ciò non sorprende poiché l’analisi del rischio sismico basata su scenari credibili per terremoti reali, la valutazione NDSHA saldamente radicata sulla fisica, fornisce un approccio robusto e affidabile per la pericolosità sismica e la valutazione del rischio che sta gestendo prontamente il Maximum Credible Earthquakes.

In poche parole GSHAP si basa sulla probabilità applicata a insiemi di dati non completamente adeguati ed è affetto da numerosi errori di origine fisica e matematica; NDSHA, utilizza scenari di terremoti, inclusi MCE, e modella il movimento del suolo causato sfruttando i modelli fisici più avanzati di ultima generazione e propagazione delle onde basati sulla meccanica del continuum. GSHAP ha mancato tutti i terremoti più mortali verificatisi dal 2000!

Per inciso, permettetemi di menzionare che un grande progetto internazionale è attualmente in corso (China Seismic Experimental Site -il laboratorio naturale di scienza dei terremoni per la resilienza nei disastri sismici). E uno dei progetti di questo sforzo è incentrato sulla “Ricerca applicativa della valutazione del rischio sismico neo-deterministico ( NDSHA) in China Seismic Experimental Site.” Vedi qui, qui, qui e qui. Abbiamo prodotto mappe di pericolosità NDSHA per la regione circostante Wenchuan (Sichuan, Cina)  interessata dal terremoto del 12/05/2008 con magnitudo 8,1 che ha provocato 87.587 vittime e la cui intensità è stata sottovalutata da GSHAP di tre unità!

Come si è evoluto il suo pensiero in merito al cambiamento climatico?

Edward Lorenz, nel 1963, scoprì il caos deterministico (il cossidetto “effetto farfalla”) in un normale processo naturale, in un sistema di equazioni differenziali ordinarie che descrivono la convezione termica nell’atmosfera. L’attrattore deterministico di Lorenz ha innescato le implicazioni del mondo reale delle soluzioni caotiche in una moltitudine di processi naturali e socioeconomici, includendo anche le dinamiche caotiche del paleoclima descritte da Michael Ghil nel 1994.

A sua volta, il riconoscimento della natura gerarchica non lineare della geodinamica è emerso circa un quarto di secolo dopo, quando Vladimir Keilis-Borok nel 1982 ha pubblicato una revisione del test mondiale di tre modelli di sismicità premonitoria a lungo termine che hanno stimolato nuovi approcci all’analisi della pericolosità sismica e della prevedibilità dei terremoti. In altre parole, voglio sottolineare qui l’influenza logica dello studio del cambiamento climatico basato sul concetto di caos deterministico (“effetto farfalla”) sul problema della prevedibilità dei terremoti. In effetti il ??sistema climatico è un sistema complesso non lineare e i dati disponibili non sono adeguati per fare previsioni affidabili. Una certa inadeguatezza colpisce anche i cataloghi dei terremoti ed è per questo che i terremoti non possono essere previsti con la massima precisione. Non sono uno specialista, ma come scienziato posso dire che la letteratura a portata di mano sui modelli climatici non è scientificamente convincente, quindi non sono sicuro che siamo sull’orlo di una catastrofe climatica causata dall’uomo, o quanto tempo ci voglia affinché questo accada.

Il cambiamento climatico è un grande problema nel suo paese, come se ne accorge? 

In questo momento storico in cui la “protesta pro-clima” è più forte che mai, con milioni di giovani che manifestano nelle strade di tutto il mondo chiedendo un’azione decisiva contro il cambiamento climatico, come se fossimo sull’orlo di una catastrofe, in Italia avrebbero molto di più contro cui protestare. Un forte terremoto potrebbe colpire molte città italiane in qualsiasi momento.

E so anche che in caso di un forte terremoto che colpisse una città popolosa, il nostro Paese riceverebbe un duro colpo, che avrebbe effetti su tutti i cittadini italiani per anni. Questo è valido non solo in Italia, come racconta la recente storia dei terremoti. Seguendo il pensiero di Galileo in questioni di scienza, l’autorità di migliaia [maggioranza] non vale l’umile ragionamento di un singolo individuo [minoranza]. La maggior parte degli italiani scommette sul cavallo sbagliato, ovvero il clima invece dei terremoti.

Come dovrebbe essere la politica climatica ideale secondo lei?

Non credo di poter aggiungere molto al contenuto della Dichiarazione Mondiale sul Clima di CLINTEL, che è il risultato di una discussione profonda e intensa di circa mille (certamente una minoranza) di scienziati di grande reputazione non influenzati dagli attuali mantra. Tutto ciò che posso fare è augurare che la Dichiarazione Mondiale sul Clima di CLINTEL venga letta e studiata attentamente da TUTTI i ministri coinvolti nel monitoraggio e nella previsione del climatica.

Sono scettico riguardo alla reale importanza delle energie rinnovabili e considero l’energia nucleare una necessità al momento. In effetti, l’unica vera alternativa attuale ai combustibili fossili è l’energia nucleare, quindi dovrebbe avere un posto di rilievo in qualsiasi sviluppo futuro. Solo il nucleare potrebbe garantire una significativa riduzione delle emissioni di CO2 e dare una spinta in più alla nostra economia in questi tempi difficili. Attualmente la produzione di mix energetico in Italia è tra le più “friendly” dal punto di vista ambientale d’Europa, in quanto il carbone e altri combustibili fossili altamente inquinanti sono scarsamente utilizzati. Tra l’altro, la valutazione NDSHA applicata alle centrali nucleari ne riduce decisamente il rischio.

Qual è la motivazione che la spinge a firmare la Dichiarazione Mondiale sul Clima di CLINTEL?

Ho imparato, studiando la sismicità nel quadro di sistemi complessi con l’obiettivo di una previsione a intermedio e  medio-termine e una valutazione affidabile della pericolosità sismica, che dati grossolani come quelli contenuti nei cataloghi parametrici richiedono metodi di analisi dei dati rigorosi e robusti convalidati a loro volta da fatti ben documentati e formulati, come quelli suggeriti dal Consiglio nazionale delle ricerche degli Stati Uniti, Panel on Earthquake Prediction of the Committee on Seismology, nel 1976.

“Una previsione di un terremoto deve specificare l’intervallo di magnitudo previsto, l’area geografica entro la quale si verificherà e l’intervallo di tempo entro il quale si verificherà con sufficiente precisione in modo che il successo o il fallimento finale della previsione possa essere prontamente giudicato. Solo attraverso un’attenta registrazione e analisi dei fallimenti così come dei successi è possibile valutare un eventuale successo dello sforzo totale e tracciare le direzioni future. Inoltre, gli scienziati dovrebbero anche assegnare un livello di fiducia a ciascuna previsione “.

Questa definizione scientifica soddisfa pienamente il principio di falsificabilità di Popper (Fälschungsmöglichkeit) e rende possibile la confutazione. I modelli esistenti delle temperature climatiche, per quanto ne so, non soddisfano lo stesso criterio della teoria antropogenica del riscaldamento globale (AGWT) che è stata per lo più promossa dall’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) delle Nazioni Unite.

Il cambiamento climatico è un dato di fatto come un dato di fatto è l’inquinamento, ma i due fatti non vanno mischiati e confusi: controllare l’inquinamento è alla portata dell’uomo, il controllo del clima no.

L’incertezza climatica deriva principalmente dal fatto che i principali meccanismi climatici sono solo parzialmente noti e questa incertezza si aggiunge a quella associata alla non linearità delle equazioni del modello.