Ricostruire l’esatta potenza dei terremoti avvenuti prima dell’invenzione dei moderni sismografi rappresenta da sempre una delle sfide scientifiche più complesse per la geologia contemporanea. Oggi, grazie a una proficua collaborazione internazionale, questo ostacolo tecnico viene finalmente superato, fornendo alla comunità degli studiosi strumenti sempre più preziosi per la prevenzione. Un team di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, lavorando a stretto contatto con gli esperti della Southern University of Science and Technology di Shenzhen, in Cina, ha messo a punto un sistema tecnologico rivoluzionario. Si tratta di un algoritmo informatico del tutto inedito che, per la prima volta nella storia della sismologia, riesce a integrare ben 3 misure geologiche fondamentali all’interno dello stesso calcolo analitico: il rigetto, la lunghezza della rottura della crosta terrestre e l’età esatta in cui si è verificato il sisma. I risultati di questa indagine offrono una nuova chiave di lettura indispensabile per difenderci dai grandi cataclismi.
Il database sulle fratture e lo studio delle incertezze
La ricerca, pubblicata di recente sulle pagine della prestigiosa rivista scientifica Bulletin of the Seismological Society of America, si poggia sulle solide fondamenta di PaleoEcA. Questa imponente banca dati raccoglie ben 44 paleoterremoti localizzati lungo l’Appennino centrale e verificatisi nel corso degli ultimi 27mila anni. I terremoti di grande intensità spaccano fisicamente la superficie terrestre lasciando cicatrici profonde nel terreno. I paleosismologi studiano queste fratture misurando il rigetto, ovvero lo spostamento del terreno durante l’evento, e datando con precisione i sedimenti. Tradurre queste alterazioni fisiche in magnitudo affidabili comporta però margini di errore enormi da gestire. La ricercatrice Deborah Di Naccio, prima autrice dello studio, spiega il lavoro svolto in questo modo: “Abbiamo armonizzato decenni di indagini paleosismologiche, associando a ogni misura la sua incertezza”. La studiosa aggiunge subito dopo un dettaglio cruciale per la ricerca: “Senza questa trasparenza, qualsiasi elaborazione successiva rischia di produrre magnitudo solo apparentemente precise”.
La tecnologia alla base del nuovo software di calcolo
Il cuore pulsante di questa innovazione tecnologica si chiama PaleoBAYES, un avanzato software open-source che sfrutta il metodo statistico dell’inferenza bayesiana per analizzare simultaneamente i 3 parametri geologici. A illustrare il funzionamento del codice informatico interviene Davide Zaccagnino, ricercatore della sede di Shenzhen e co-autore della pubblicazione. Lo studioso chiarisce le dinamiche matematiche: “PaleoBAYES considera non solo gli errori di osservazione, ma anche due fattori spesso trascurati. Da un lato, la probabilità di preservazione diminuisce col passare del tempo: una traccia più antica ha maggiori probabilità di essere stata cancellata. D’altro canto, è risaputo che la distribuzione dei terremoti nel tempo non è uniforme: secondo la legge di Gutenberg-Richter, la frequenza degli eventi diminuisce esponenzialmente con l’aumentare della magnitudo. Considerare tale proprietà nell’interpretazione degli eventi riconosciuti nelle trincee paleosismologiche è pertanto più realistico rispetto all’assunzione di una distribuzione uniforme delle diverse magnitudo. In questo modo la stima finale non è un numero solo, ma un intervallo di credibilità: per i nostri 44 eventi, l’incertezza al 95% si attesta tipicamente entro ±0.3-0.7 unità di magnitudo”.
Applicazioni pratiche e implicazioni per la sicurezza
Per confermare l’efficacia del modello statistico, gli studiosi hanno usato come banco di prova alcuni sismi storici ampiamente documentati, tra cui il celebre terremoto del Fucino del 1915. In questo specifico caso, l’algoritmo ha calcolato una magnitudo di 6.83, con un margine di errore pari a 0.13, dimostrando un perfetto allineamento con i dati misurati dai sismografi dell’epoca. L’impatto reale dello studio riguarda tuttavia la capacità di inquadrare la reale entità del pericolo sismico territoriale. Il ricercatore Michele Carafa sottolinea un aspetto determinante in merito alle tracce sopravvissute nel terreno: “In Appennino centrale, i terremoti con magnitudo inferiore a circa 6.5 hanno una probabilità bassissima di lasciare tracce che sopravvivano abbastanza a lungo da essere osservate oggi. Questo implica che il catalogo paleosismologico campioni quasi esclusivamente la coda estrema della distribuzione di magnitudo, cioè i grandissimi eventi. Qualsiasi valutazione di pericolosità che ignori questa soglia di completezza effettiva – e che non propaghi le incertezze in modo rigoroso – può introdurre distorsioni sistematiche”. Il nuovo approccio probabilistico, supportato da leggi di scala rigorose, si consolida quindi come uno strumento fondamentale per la transizione dalla stima deterministica alla quantificazione sistematica delle incertezze in campo geologico.
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