Un terremoto devastante, quello che il 6 aprile 2009 alle 03:32 sconvolse L’Aquila e l’Appennino centrale. Una scossa di magnitudo Mw 6.1 che causò 309 vittime, migliaia di feriti e decine di migliaia di sfollati, lasciando ferite profonde nel tessuto sociale ed economico della regione. A 16 anni da quella tragica notte, la comunità scientifica continua ad analizzare le dinamiche che portarono a quel sisma, cercando di comprendere meglio i meccanismi che regolano l’attività sismica in una delle zone più a rischio del nostro Paese.
Un approfondimento a cura degli esperti INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) Rossella Fonzetti, Luisa Valoroso, Pasquale De Gori e Claudio Chiarabba, pubblicato sul blog INGVterremoti, si concentra sulla faglia di Paganica, la struttura geologica che generò il terremoto del 2009, utilizzando una tecnica avanzata: la tomografia sismica time-lapse.
Come spiegano gli esperti INGV, la tomografia sismica è un metodo geofisico che fornisce una sorta di “TAC” della crosta terrestre. Sfruttando le onde sismiche prodotte dai terremoti e registrate dalle stazioni sismiche, è possibile ricostruire i percorsi e le velocità di propagazione delle onde P ed S nel sottosuolo. “Analizzare le velocità delle onde sismiche è fondamentale per poter dedurre alcune proprietà delle rocce in profondità come: il grado di fratturazione, la litologia e il contenuto dei fluidi“, sottolineano Fonzetti, Valoroso, De Gori e Chiarabba. Infatti, rocce più resistenti e meno fratturate tendono a presentare velocità delle onde P più elevate, mentre la presenza di fluidi può influenzare significativamente, in particolare, la velocità delle onde S. Il rapporto tra la velocità delle onde P e delle onde S (Vp/Vs) diventa quindi un indicatore chiave per comprendere lo stato delle rocce in profondità.
Il nuovo studio si avvale della “time-lapse tomography“, una tecnica che permette di analizzare le variazioni delle velocità sismiche nel tempo. Applicando questo metodo alle numerose aftershocks (le scosse successive alla principale) registrate nel mese di aprile 2009, gli esperti INGV hanno potuto definire con maggiore chiarezza i fattori che hanno controllato l’evoluzione della sismicità. Per questa analisi, sono stati utilizzati circa 14mila eventi sismici estratti dal catalogo ad alta risoluzione di Valoroso et al. (2013) e processati con il codice di tomografia TomoDD (Zhang and Thurber, 2003), ottenendo “modelli di velocità delle onde P ed S con una risoluzione delle immagini dell’ordine del chilometro, mai raggiunta in precedenza“.
I risultati di questa “TAC” del sottosuolo hanno rivelato dettagli inediti sulla faglia di Paganica. In particolare, è stata individuata “intorno alle profondità 3-5 km […] la presenza di una lacuna di sismicità“. Questa zona, caratterizzata da “un’area ad alta velocità Vp (intorno a 6-6.5 km/s) e ad alto rapporto Vp/Vs (intorno a 1.9)“, suggerisce la presenza di un corpo roccioso carbonatico, resistente e con poche fratture, che avrebbe agito come “barriera“, ostacolando la propagazione della rottura sismica e spiegando la mancanza di terremoti a quella profondità. L’alto rapporto Vp/Vs in questa zona superficiale indica, inoltre, una significativa presenza di fluidi.
L’analisi time-lapse ha poi svelato un’interessante dinamica successiva alla scossa principale del 6 aprile. Confrontando i modelli di velocità ottenuti per la prima e la seconda metà di aprile 2009, è stata osservata “una riduzione del valore di velocità nel volume al di sotto del piano di faglia (chiamato footwall) e un aumento del rapporto Vp/Vs nel volume al di sopra del piano di faglia (chiamato hanging wall)“. Questo incremento del rapporto Vp/Vs nell’hanging wall suggerisce, secondo gli esperti INGV, “una migrazione di fluidi dal footwall all’hanging wall […] che ha quindi influenzato anche la localizzazione degli eventi sismici successivi al mainshock del 6 aprile“, in linea con quanto ipotizzato da studi precedenti.
In conclusione, questo nuovo studio tomografico ad alta risoluzione sulla faglia di Paganica evidenzia come “la rottura della sorgente del terremoto è stata controllata da una eterogeneità litologica e strutturale data dalla complessità tettonica dell’Appennino centrale“. Inoltre, le variazioni di velocità osservate nel tempo suggeriscono un ruolo attivo dei fluidi nella propagazione della sequenza sismica.
Guardando al futuro, gli esperti INGV sottolineano come “l’utilizzo di nuove tecniche di intelligenza artificiale in sismologia per la creazione di cataloghi sismici con un maggiore numero di eventi e di migliore qualità combinate con le tecniche tomografiche potranno essere di supporto a questo tipo di studi, favorendo una migliore comprensione dei fenomeni geologici del nostro Pianeta“. Una comprensione sempre più approfondita dei meccanismi che generano i terremoti è fondamentale per migliorare le strategie di prevenzione e mitigazione del rischio sismico, soprattutto in un territorio fragile come quello italiano.