Il forecasting unica via di previsione dei terremoti

AGGIORNATO e CORRETTO

La previsione probabilistica (quake forecasting) è la via maestra per prevedere i terremoti tettonici. Bisogna creare una struttura di esperti che possa eseguire un'analisi dei modelli previsionali, per fornire nuovi elementi alle istituzioni ed alla società civile. Le tredici Raccomandazioni dell'International Commission on Earthquake Forecasting for Civil Protection per salvarsi dal terremoto: ottimismo e fiducia per le più affidabili previsioni probabilistiche a lungo termine. Quarto Summit internazionale G10 del Gruppo indipendente di sismologi che studiano la fisica del terremoto di L'Aquila. Warner Marzocchi (Ingv):"Probabilità del 25% di un nuovo terremoto di magnitudo 5.5 in Abruzzo entro 10 anni: la previsione a breve-termine permette di identificare le aree dove più probabilmente avverranno gli aftershock più forti, e con che probabilità essi avverranno. L'Ingv sta fornendo ogni giorno stime di questo tipo alla Protezione civile. E' la prima volta al mondo che ciò viene fatto durante una crisi. I risultati presentati hanno riscosso un notevole successo". E' importante creare una struttura di ricerca in Abruzzo per analizzare modelli, mappe e cataloghi previsionali. Ora, i progetti vanno interfacciati, senza scadenze di "target": abbiamo un catalogo sismico di oltre 40 anni da inserire nei computer. Terremoti sulla Terra nella norma. Ecco cosa dice il Report internazionale.


La "roadmap" è stata tracciata, a sei mesi esatti dal disastroso sisma di L'Aquila. Ora spetta ai politici, agli amministratori locali fare la loro parte: ognuno si assuma le proprie responsabilità. La scienza dice che esistono "vere" previsioni (anche a breve termine) di un terremoto (probabilistic seismic hazard analysis). Un giorno, forse, in tv e sul web avremo la stessa straordinaria precisione delle attuali previsioni meteo. Ma oggi la notizia è un'altra: la probabilità sismica funziona, meglio di qualsiasi fittizia certezza. La previsione probabilistica (quake forecasting) dei terremoti è non solo possibile ma anche utilizzabile ai fini della prevenzione del rischio sismico in Italia. Lo è oggi, a maggior ragione, grazie alle tredici linee-guida offerte per la prima volta al popolo italiano dagli scienziati della International Commission on Earthquake Forecasting for Civil Protection riunita a L'Aquila nei giorni scorsi. La previsione probabilistica "illumina" letteralmente le aree che saranno colpite da un sisma, dispiegando tutta la sua efficacia nel range tra uno e zero. "Allora - spiega Warner Marzocchi dell'Ingv - ecco la previsione probabilistica degli aftershock di L'Aquila. Sulla sinistra si riporta la mappa di previsione fornita alle ore 8 antimeridiane del 7 Aprile 2009. Sulla destra, la stessa mappa con sovrapposti i terremoti (pallini blu) che sono avvenuti nelle 24 ore. Le frecce indicano i tre terremoti di maggiore energia avvenuti (il più grande con magnitudo 5.3). I colori indicano il numero medio aspettato di eventi con magnitudo uguale o maggiore di 4 per chilometro quadrato; per valori piccoli, tale variabile è uguale alla probabilità di accadimento. In alto a sinistra è riportato il valore di probabilità giornaliera di eventi con magnitudo uguale o superiore a 4 per l'intera area". Si è capito che bisogna interfacciare armonicamente i dati di probabilità sismica acquisiti da vari istituti di ricerca in Italia e nel mondo. Anche gli studi sulle predizioni deterministiche vanno potenziati e servono chiari protocolli d'intervento per la Protezione civile, da realizzare in tre fasi insieme ai social scientists, per favorire una sana e utile informazione alla popolazione. E' quanto emerge dal quarto Summit G10 del gruppo indipendente di sismologi, chiamato da tutto il mondo a studiare in Abruzzo il terremoto di L'Aquila. L'incontro si è svolto al Centro operativo di Coppito (Aq) dal 30 settembre al 2 ottobre 2009. La Commissione è composta da dieci scienziati, specializzati in sismologia e geofisica, ai vertici delle università e centri di ricerca più importanti del mondo: Tom Jordan, presidente del gruppo di lavoro, direttore del Southern California Earthquake Center (SCEC) e professore di Earth Sciences alla University of Southern California a Los Angeles, Yun Tai Chen, professore di geofisica e direttore onorario dell'Istituto di Geofisica della China Earthquake Administration, Paolo Gasparini dell'Università Federico II di Napoli, Raoul Madariaga della Scuola Normale Superiore di Parigi, Ian Main dell'Università di Edinburgo, Warner Marzocchi, dirigente di ricerca dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (Ingv), Gerassimos Papadopoulos dell'Osservatorio Nazionale di Atene, Guennadi A. Sobolev, direttore del Dipartimento di Catastrofi Naturali e Sismicità della Terra dell'Accademia Russa delle Scienze a Mosca, Jochen Zschau dell'Università di Potsdam e Koshun Yamaoka della Nagoya University (Giappone). Gli esperti hanno redatto un Report ufficiale inequivocabile: la previsione probabilistica, con relativo errore, è la via maestra per prevedere i terremoti; le sequenze sismiche possono accelerare la sismicità ma al momento la comunità scientifica internazionale non è in grado di distinguere le "scosse di preavviso". Non solo. La previsione a breve-termine permette di identificare le aree dove più probabilmente avverranno gli "aftershock" più forti, e con che probabilità essi si manifesteranno. L'Ingv sta fornendo ogni giorno stime di questo tipo alla Protezione civile: è la prima volta al mondo che ciò viene fatto durante una crisi. Tredici sono le "raccomandazioni" degli scienziati, tra cui quelle indirizzate al Dipartimento della Protezione Civile (DPC) che, tra l'altro, è chiamata a: continuare a seguire l'evoluzione scientifica delle previsioni sismiche probabilistiche, per sviluppare le infrastrutture e le competenze necessarie a creare dalle informazioni scientifiche, chiari  protocolli operativi; coordinare il flusso di dati provenienti da rilevanti istituti di ricerca italiani, per migliorare la risoluzione delle previsioni probabilistiche; offrire particolare attenzione all'analisi dei dati in tempo reale, alla creazione di cataloghi e mappe sismiche di alta qualità; a favorire la ricerca sui terremoti nei "laboratori naturali" italiani. La ricerca di base deve essere focalizzata alla comprensione scientifica dei fenomeni sismici e alla loro previsione che deve essere chiaramente parte di un programma nazionale di ricerche. La scienza è libera (lo dice la Costituzione italiana, chiunque può offrire il proprio contributo) ma poi i dati e le scoperte vanno dimostrati alla comunità scientifica. La Protezione civile ascolterà l'unica voce della scienza ufficiale. Questo speciale G10 di sismologia (costituito lo scorso 12 maggio) nasce allo scopo di fornire periodicamente lo stato attuale delle conoscenze sulla prevedibilità dei terremoti e indicare delle linee-guida per poter utilizzare al meglio le osservazioni scientifiche sui fenomeni sismici. Ora, i progetti vanno interfacciati, senza scadenze di "target": abbiamo un catalogo sismico di oltre 40 anni da inserire ed elaborare nei computer. Fare previsioni a lungo termine sul verificarsi dei terremoti, non necessariamente dopo uno sciame sismico come quello precedente all'evento del  6 aprile scorso, è una valida realtà scientifica immediatamente utilizzabile ai fini della prevenzione del rischio sismico. Oggi non servono ulteriori "certezze" matematiche probabilistiche e/o deterministiche per salvare vite umane, ossia per costruire finalmente edifici solidi a misura di Homo Sapiens Sapiens, in un ambiente a forte sismicità come l'Abruzzo. Non esistono metodi per prevedere terremoti a brevissimo termine: nessuno è in grado, prima di un evento sismico, di specificare il luogo, il momento e l'intensità del terremoto con un cerchio di errore apprezzabile, cioè utile per allarmi e pre-allarmi selettivi. Ma a che servirebbe se poi non siamo in grado di salvare vite umane con la prevenzione? Uscire fuori di casa al momento giusto, per beccarsi un cornicione in testa, non è una buona idea; come impraticabile risulterebbe la prospettiva di "trasferire" milioni di cittadini in campagna o al mare, al primo allarme! E' questo il cuore del risultato dello studio condotto dalla commissione di dieci esperti internazionali, chiamati per la quarta volta dalla Presidenza del Consiglio dei Ministri e dal capo della Protezione civile, Guido Bertolaso, a fare il punto sulla sismicità abruzzese. Viviamo in una realtà quantistica, mi si consenta l'espressione, fondata anche sul principio di indeterminazione di Heisenberg. Non possiamo, cioè, conoscere tutto di tutto e di tutti con certezza assoluta, cioè senza errore. Neppure le coordinate spazio-temporali di un terremoto, un'alluvione o di una frana. E, questo, anche in futuro. La logica matematica non è un'opinione e la Natura vincerà sempre! Ma possiamo sempre anticiparla. La semantica è altrettanto importante: "forecasting" e "predictions", sono termini in lingua inglese, che non vanno confusi. La società civile sia consapevole del fatto che solo un'accurata conoscenza diffusa delle questioni probabilistiche (eppure le scommesse legali sono molto in voga, si gioca al Superenalotto pur sapendo di perdere!) anche in sismologia, è la chiave essenziale per salvare vite umane, a cominciare dalla nostra. Meglio la probabilità o il cieco determinismo? Una questione la cui natura non è affatto di pura lana caprina o, se preferite, sibillina come l'uovo di Colombo. Non sarà mai possibile fare previsioni sui terremoti a breve termine, azzeccando ipocentro ed epicentro. Il G10 di sismologia a L'Aquila, ha effettuato un monitoraggio dei fattori precursori e non è stato possibile arrivare ad una diagnosi certa su quando, come e dove un terremoto si verificherà. E' stata fatta chiarezza sui "fattori precursori", cioè su tutti quegli eventi fisici che possono (non necessariamente) precedere un sisma. Il susseguirsi di scosse, la presenza di gas come il radon e il thorio, i mutamenti nei campi elettromagnetici, i fenomeni acustici e visivi. Gli scienziati ritengono  che le previsioni a lungo termine siano oggi le più affidabili. Il G10 aquilano ha inviato alla Protezione civile, un'importante raccomandazione: è necessario creare una struttura di esperti che possa eseguire un'analisi dei modelli previsionali, in modo da fornire sempre nuovi e completi elementi alle istituzioni ed alla società civile. Nulla deve essere segreto. La previsione a lungo termine consente di avere informazioni sul luogo, sulla magnitudo e sulla frequenza di un sisma. Indispensabile è una mappatura ad alta risoluzione sia del territorio sia degli edifici per renderli tutti antisismici, informando tempestivamente la popolazione sul da farsi. L'attività sismica della Terra non sarebbe in aumento. Le ricerche relative ai precursori sismici non hanno avuto esiti rilevanti: il G10 ha studiato i precursori sismici che però non hanno consentito previsioni a breve termine, ossia non hanno aggiunto nulla al quadro delle attuali conoscenze. La ricerca sui precursori deve però proseguire. E' semmai importante creare una struttura di ricerca (magari a L'Aquila e Teramo) per analizzare modelli previsionali grazie a computer di ultima generazione. Lo studio delle previsioni probabilistiche negli ultimi dieci anni ha fatto passi da gigante in Italia, come rivelano le analisi delle sequenze sismiche effettuate da centinaia di ricercatori dell'Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia, rappresentati nel G10 dallo scienziato Warner Marzocchi. Il quale ci ha sempre ricordato nelle nostre interviste che "il fenomeno dello sciame sismico viene studiato attraverso modelli matematici ETAS fondati sul fatto che ogni terremoto può generare altri terremoti seguendo regole predeterminate. Tale capacità, che è funzione della magnitudo, decade nello spazio e nel tempo con leggi di potenza simili al decadimento spaziale co-sismico e alla legge temporale di Omori". Gli esperti del G10 hanno registrato che i terremoti tendono a raggrupparsi: la presenza di repliche aumenta la probabilità di nuove scosse, ma i terremoti che si sono riscontrati in questo periodo a L'Aquila, "rientrano nella normalità e stanno scendendo di intensità". Le sequenze sismiche possono accelerare la sismicità ma la comunità scientifica non è in grado di distinguere la scossa preliminare, che può storicamente in genere precedere sugli Appennini un evento di grande intensità, dalla normale attività sismica. Gli sciami sono frequenti ma non sono sempre legati a terremoti forti e gli eventuali aumenti di probabilità sono comunque molto limitati. "La scossa di aprile ha aumentato il rischio di terremoti forti nella zona limitrofa - ricorda Warner Marzocchi - ma si tratta comunque di probabilità basse. Per noi non sarebbe una sorpresa se a L'Aquila si verificasse un'altra scossa perché i terremoti tendono a clusterizzare, a raggrupparsi: le probabilità però sono spalmate nel tempo, non si possono fare stime per il singolo giorno. Posso dire che c'è una probabilità del 25% che in Abruzzo si verifichi una scossa di magnitudo pari o superiore a 5 nei prossimi dieci anni. Se parliamo del prossimo mese la probabilità scende all'1%-2 %". Per quanto concerne gli eventuali legami del terremoto del 6 aprile con terremoti del recente passato, gli esperti del G10 lo escludono. La faglia di Paganica, con la scossa del 6 aprile, avrebbe scaricato solo una minima parte dell'energia potenziale ma è poco conosciuta e pertanto gli scienziati del G10 non possono pronunciarsi su quanta energia abbia rilasciato e quanta ancora sia da liberare. Vibrante è la raccomandazione degli scienziati affinché le previsioni probabilistiche siano rese tempestivamente pubbliche, chiare, leggibili e comprensibili perché la gente deve conoscere il rischio sismico. Per far questo è auspicabile l'affermazione di un protocollo deontologico, anche tra i giornalisti, "per  evitare la diffusione di voci di corridoio e allarmismi ingiustificati". Il G10 è la voce della scienza ufficiale, la fonte primaria che informa la Protezione civile nazionale alla quale è demandata la funzione di informare la popolazione sulla situazione contingente avvalendosi degli strumenti della ricerca. Grazie al professor Warner Marzocchi convinto assertore "di un'informazione completa anche se ciò alcune volte significa ammettere incertezza. E' importante chiarire alla gente come stanno le cose". Il G10 ha evidenziato altresì la necessità di un pubblico Bollettino del Rischio Sismico, giuridicamente vincolante anche per il Legislatore e la Pubblica Amministrazione, che periodicamente gli scienziati della commissione mettono a disposizione della Protezione civile italiana.  "L'Ingv ha fornito e sta fornendo con continuità previsioni probabilistiche di lungo e di breve termine. Con le previsioni probabilistiche di lungo-termine - ricorda Marzocchi - si possono identificare (e già lo si è fatto) le aree dove avverranno i grandi terremoti del futuro. Di particolare rilevanza in questo ambito è la mappa di pericolosità elaborata dall'Ingv nel 2004 ( HYPERLINK "http://zonesismiche.mi.ingv.it/" http://zonesismiche.mi.ingv.it/), che fornisce lo scuotimento del terreno atteso nei prossimi 50 anni". Dalla mappa appare evidente la zona colpita dal terremoto: è quella dove ci si aspettavano alti valori di scuotimento del terreno. In generale, questo tipo di studi permette di definire opportuni criteri di costruzione anti-sisimica (a tal proposito, se oggi tali procedure si seguissero alla lettera, la previsione dei terremoti sarebbe di scarsa utilità, poiché i crolli sarebbero minimi)". Per quanto riguarda le previsioni probabilistiche di lungo termine dell'occorrenza dei grandi terremoti, "dal 2005 esiste una pagina web ( HYPERLINK "http://www.bo.ingv.it/%7Eearthquake/ITALY/forecasting/M5.5+/" http://www.bo.ingv.it/~earthquake/ITALY/forecasting/M5.5+/) dove vengono fornite stime di probabilità di occorrenza di eventi con magnitudo 5.5 o maggiore in un intervallo di tempo di 10 anni. Essendo time-dependent, le mappe vengono aggiornate ogni 1° Gennaio e dopo ogni evento con magnitudo 5.5 o maggiore. Nella sezione Results della pagina web si vede che la zona dove è avvenuto il terremoto aveva la sesta più alta probabilità su 61 zone (di cui 34 con probabilità non trascurabili; mappa A). Se si guarda la densità spaziale di probabilità (mappa B), la zona interessata aveva la seconda più alta densità di probabilità su una griglia con 51 nodi". Altri studi compiuti di recente sullo stesso argomento nell'ambito della convenzione 2004-2006 tra l'Ingv e il Dipartimento della Protezione Civile (Progetto "Valutazione del potenziale sismogenetico e probabilità dei forti terremoti in Italia"), hanno mostrato risultati analoghi. "Anche questi studi che hanno utilizzato modelli di occorrenza dei terremoti del tutto diversi da quelli utilizzati per gli studi appena descritti, hanno identificato l'area di L'Aquila come una di quelle a più alta probabilità di occorrenza di un terremoto distruttivo" - rivela Marzocchi. I risultati presentati al recente convegno della European Geosciences Union in una sessione speciale dedicata al terremoto dell'Abruzzo, hanno riscosso un notevole successo. Un'altra iniziativa importante in cui l'Ingv è attualmente coinvolto è il progetto internazionale CSEP (Collaboratory Studies for Earthquake Predictability;  HYPERLINK "http://www.cseptesting.org" http://www.cseptesting.org,  HYPERLINK "http://www.cseptesting.org" http://us.cseptesting.org,  HYPERLINK "http://eu.cseptesting.org" http://eu.cseptesting.org). Che nasce con lo scopo di definire un esperimento scientifico per la verifica e il confronto dei diversi modelli di previsione (probabilistica e deterministica) dei terremoti. Tali analisi e confronti sono effettuate in un centro (Testing Center) dove tutti i modelli vengono utilizzati per produrre previsioni indipendentemente dagli autori dei modelli stessi. "Le nostre previsioni sono "vere" previsioni - spiega Marzocchi - in quanto i dati utilizzati per il confronto sono i terremoti futuri dell'area investigata (il cosiddetto Natural Laboratory)". I Natural Laboratories attivi finora sono la California, la Nuova Zelanda, l'Italia, il Giappone, il Pacifico Occidentale e il globo nel suo complesso. "E' importante sottolineare che il confronto tra i modelli viene fatto NON in tempo reale (per avere a disposizione i cataloghi ufficiali è necessario aspettare qualche settimana o pochi mesi). Ciò non è un problema per CSEP poiché lo scopo dell'esperimento rimane scientifico. Alla fine del periodo di test (di solito è di 5 anni), l'esperimento si conclude con una "classifica" dei modelli che si sono comportati meglio nella propria classe di previsione. Di particolare interesse sarà anche il confronto tra le classifiche stilate per tutti i Natural Laboratories per vedere se sono sempre gli stessi modelli ad avere le capacità previsionali migliori. L'esperimento nel territorio italiano è condotto per diverse classi di previsione: 1) previsione giornaliera per terremoti di magnitudo superiore a 4 gradi; 2) previsione trimestrale per eventi di magnitudo superiore a 5 gradi; 3) previsione quinquennale per eventi di magnitudo superiore a 5 gradi". I ricercatori Ingv hanno già presentato modelli di previsione probabilistica per la California, la Nuova Zelanda, il Pacifico Occidentale e il mondo. Tuttavia, non dimentichiamo che molti fattori complicano le sequenze sismiche, incluse le complesse geometrie di rottura nella faglia, la natura caotica dei processi di rottura, le variazioni delle forze in atto nelle faglie. Le variabili sono e saranno sempre tantissime.  

Nicola Facciolini