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Ultima udienza del processo di Appello: dichiarazioni di Giulio Selvaggi

Stamattina si è tenuta l’ultima udienza del processo di Appello a L’Aquila.

Nella fase iniziale, prima degli avvocati difensori, ha parlato il nostro collega Giulio Selvaggi rilasciando la dichiarazione che riportiamo in foto.

Dichiarazioni di Giulio Selvaggi all'ultima udienza del processo di Appello a L'Aquila.

Dichiarazioni di Giulio Selvaggi all’ultima udienza del processo di Appello a L’Aquila.

La presidente della Corte di Appello a fine mattinata ha annunciato la sentenza tra le ore 16 e 17 di oggi.

Giulio Selvaggi statement at the hearing this morning

I started my career in Seismology in 1987, recording earthquakes in Umbria with instruments that used smoked paper. After almost thirty years my job is substantially the same. I still record earthquakes but now data are transmitted in real time using broad band connections, wifi, satellite channels, digital data, centralized networks, etc., thus only the technology has changed but not the goal of my studies. During these thirty years, I have studied in detail most of the seismic sequences that occurred in Italy. My colleagues and I have understood fundamental aspects related to the loading and the release of the seismic energy, sharing these results with the international scientific community through publication on international scientific journals. As researchers in seismology, our goal has always been advancing the understanding of earthquake process, aware that our work implied an important contribution to the operational choices for citizens’ safety.

The study of the elementary particles, for instance, teaches us the secrets of the origin of life and universe and has an enormous cultural value. However, this kind of research has not a direct impact on the safety of the society. Earthquakes, on the contrary, shake people’s life often dramatically.

Being aware of the social role of the earthquake research, the seismological scientific community has concentrated its efforts on the only useful target in order to mitigate earthquake risk, that is the seismic hazard map. It represents the synthesis of the work of many scientists and includes both positive and negative results. Among the latter, first of all, the impossibility to carry out short term earthquake predictions.

The most recent version of the seismic hazard map is the attachment no. 1 of the Prime Minister Ordinance (April 28 2006 no. 3519, published in the Official Gazette of the Italian State in May 11, 2006). In other words, the map – to which I am honored to have collaborated – has a regulatory value and represents the best tool provided by science to society in order to perform a modern defence against the earthquakes.

The value of the map relies not only in its regulatory function -it imposes the public authorities to construct safe buildings- but also on its fundamental educational value. It has been done in a simple way and for an easy reading, thought for people who do not know anything about seismology: a colour scale where the purple represents the highest hazard. That is what we said on March 31: L’Aquila is purple!

I think there is nothing more important for a seismologist in a seismic country than service the society to understand what’s going on.

With this belief I went to the meeting on March 31 and I would go there again today to state the same things, always agreeing with the statement made at the end of that meeting reminding and underlying the importance of prevention. However, the conscience of having spoken with scientific rigour and with honesty does not attenuate, as in the past, my grief for the victims of this earthquake.

This is what I wanted to say and I thank you all for listening to me.

The sentence is expected at  5 p.m.

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Quando iniziò lo sciame sismico all’Aquila?

La sismicità dopo il 6 aprile 2009 in un profilo verticale attraverso la faglia del 6 aprile 2009 (da Valoroso et al., 2013)

La sismicità dopo il 6 aprile 2009 in un profilo verticale attraverso la faglia del 6 aprile 2009 (da Valoroso et al., 2013)

Tra pochi giorni verrà emessa la sentenza del processo di appello. Dall’esame dei documenti del primo grado di giudizio, in particolare delle motivazioni della sentenza, rese pubbliche a gennaio 2013 e dai commenti che sono seguiti, è emersa una certa confusione su elementi scientifici di base (per un’analisi dettagliata vedi qui). Ne affrontiamo qui due, legati tra loro: a) quando è iniziata la sequenza sismica sfociata poi nel terremoto del 6 aprile 2009? b) è lecito dal punto di vista scientifico definire quella sequenza uno “sciame” sismico?

L’inizio della sequenza

Per stabilire il momento d’inizio di una sequenza sismica esistono degli algoritmi semplici e accettati dalla comunità scientifica che permettono di distinguere una sequenza (o uno sciame) dalla cosiddetta sismicità di fondo. Quest’ultima è la sismicità che avviene sempre nelle zone sismiche, con tasso di attività variabile da zona a zona ma sostanzialmente costante al suo interno. All’interno della sismicità di fondo possono avvenire saltuariamente terremoti più forti ma, se non cambia il tasso di rilascio sismico, non si può dire che ci sia una sequenza sismica in atto.

Secondo le motivazioni della sentenza la sequenza sarebbe iniziata a giugno 2008. Ad esempio, già a pag. 22, si legge: La scossa in questione (main shock) si verificava nell’ambito di uno sciame sismico che durava già da diversi mesi (dal giugno 2008) e che, prima del 6.4.09, aveva registrato come evento maggiore la scossa di magnitudo 4.1 delle ore 15.38 del 30.3.09.

 La stessa data di giugno 2008 come inizio dello sciame viene citata molte altre volte (alle pagg. 148, 203, 261, 266, 268, 332, 343, 356, 357, 377, 391, 408, 417, 422, 430, 437, 449, 465, 466. 474, 475, 482, 487, 495, 502, 503, 511, 519, 529, 534, 634, 661, 664, 670). In una sola occasione viene fatta iniziare a dicembre 2008 (pag. 647), mentre altre volte viene detto genericamente “iniziato nel 2008”.

Vediamo come stanno le cose nella realtà, applicando l’algoritmo che si usa generalmente per questo tipo di analisi, quello di Paul Reasenberg (1985), sismologo del Geological Survey USA (USGS). L’algoritmo di Reasenberg  analizza le localizzazioni degli eventi sismici avvenuti e calcola il tempo che separa un evento da un altro e la distanza tra di essi: se questi avvengono entro un prefissato intervallo di tempo (per esempio 5 giorni) e in un’area definita (per esempio entro un raggio di 10 km), allora si può ipotizzare che essi appartengano a una sequenza.  Abbiamo chiesto a Franco Mele, sismologo del nostro Istituto esperto in questo tipo di analisi, di verificare se fosse possibile stabilire in maniera chiara il momento d’inizio della sequenza aquilana. Il risultato è che la sequenza è iniziata a gennaio 2009. In particolare, dice l’algortimo di Reasenberg, intorno al 7 gennaio 2009.

 

Distribuzione temporale dei terremoti nella zona aquilana (raggio 30 km intorno alla città) dall'inizio del 2008 al 29 marzo 2009. Ciascun simbolo rosso indica un terremoto la cui magnitudo è leggibile nell'asse verticale a destra. La linea rappresenta la cumulata del numero di eventi sismici (N sull'asse di sinistra è il numero totale): se la pendenza è costante significa un numero costante di terremoti, corrispondente alla sismicità di fondo. Dove si osserva un aumento della pendenza (gennaio 2009) si ha una sequenza o sciame.

Distribuzione temporale dei terremoti nella zona aquilana (raggio 30 km intorno alla città) dall’inizio del 2008 al 29 marzo 2009. Ciascun simbolo rosso indica un terremoto la cui magnitudo è leggibile nell’asse verticale a destra. La linea rappresenta la cumulata del numero di eventi sismici (N sull’asse di sinistra è il numero totale): se la pendenza è costante significa un numero costante di terremoti, corrispondente alla sismicità di fondo. Dove si osserva un aumento della pendenza (gennaio 2009) si ha una sequenza o sciame.

La figura sopra mostra chiaramente questo risultato: il tasso di terremoti del 2008 e dei primi giorni del 2009 è stazionario, come mostrato dalla pendenza praticamente costante della retta che indica il numero (cumulato) di eventi che avvengono nel periodo esaminato (trattandosi di un grafico cumulato, una pendenza uniforme vuol dire rilascio costante; in caso di nessun terremoto, la retta sarebbe orizzontale). Il cambio di pendenza (ossia la variazione nel numero medio di terremoti che avvengono nell’area) è abbastanza brusco e si verifica intorno alla metà di gennaio del 2009. Mele ha anche verificato che al variare dei parametri di input (ad esempio della finestra temporale entro la quale considerare due terremoti associati tra loro, in genere 5 giorni) il risultato non cambia. Se si considera un’area più ridotta, di 10 km intorno all’Aquila, la cosa appare ancora più evidente come vediamo nei grafici sotto.

Andamento nel tempo della sismicità dal 1/1/2008 al 30 aprile 2009 in un’area di 30 km intorno a L’Aquila. Ogni punto rappresenta un terremoto di magnitudo come nella scala a sinistra. La linea rossa indica l’inizio della sequenza. Si nota bene che l’andamento prima della linea rossa è variabile ma senza particolari addensamenti (ossia sequenze): è la sismicità di fondo.

Andamento nel tempo della sismicità dal 1/1/2008 al 30 aprile 2009 in un’area di 30 km intorno a L’Aquila. Ogni punto rappresenta un terremoto di magnitudo come nella scala a sinistra. La linea rossa indica l’inizio della sequenza. Si nota bene che l’andamento prima della linea rossa è variabile ma senza particolari addensamenti (ossia sequenze): è la sismicità di fondo.

 

Andamento nel tempo della sismicità dal 1/1/2008 al 30 aprile 2009 in un’area di 10 km intorno a L’Aquila. Ogni punto rappresenta un terremoto di magnitudo come nella scala a sinistra. La linea rossa indica l’inizio della sequenza. Si vede ancora meglio rispetto alla figura precedente l'inizio della sequenza a gennaio 2009

Andamento nel tempo della sismicità dal 1/1/2008 al 30 aprile 2009 in un’area di 10 km intorno a L’Aquila. Ogni punto rappresenta un terremoto di magnitudo come nella scala a sinistra. La linea rossa indica l’inizio della sequenza. Si vede ancora meglio rispetto alla figura precedente l’inizio della sequenza a gennaio 2009

 

Sciame o sequenza?

Il termine sciame sismico proviene dall’inglese seismic swarm e fu definito probabilmente per la prima volta dai sismologi giapponesi negli anni ’60 del ‘900 (Mogi, 1963; Utsu, 2002). Come per l’inglese swarm, anche in italiano il termine sciame viene usato generalmente per indicare un folto gruppo di insetti o più generalmente una moltitudine di individui o cose in movimento.

Premettiamo che sciame (sismico) e sequenza (sismica) non sono due termini alternativi: il primo è un tipo particolare della seconda, categoria più ampia usata per indicare un addensamento spazio-temporale di terremoti. Risulta sempre difficile stabilire se una sequenza può essere definita uno sciame perché, come scrive Utsu (2002) “non esiste una definizione esatta universalmente accettata di aftershocks, foreshocks, and seismic swarms”. Lo stesso Utsu fornisce la seguente definizione: “uno sciame sismico è una concentrazione (cluster) di terremoti in cui non c’è un singolo terremoto di magnitudo predominante (predominantly large)”. Uno sciame si distingue da una classica sequenza main shock – aftershocks per avere molti terremoti di diverse magnitudo distribuiti irregolarmente nel tempo.

Se guardiamo ai grafici sopra, notiamo come le magnitudo del periodo gennaio – marzo 2009 seguano un andamento di questo tipo, con valori compresi tra 1 e 3 praticamente in tutto il periodo. Quindi, secondo la classificazione di Utsu (2002), nel caso della sismicità aquilana prima del 6 aprile si tratta proprio di uno sciame. Anche i terremoti del periodo tra 30 marzo e 5 aprile rientrano nella tipologia di uno sciame, durante il quale la magnitudo dei terremoti può anche aumentare. Diverso il caso della sequenza dal 6 aprile in poi, in cui a un evento maggiore (ML 5.9, Mw 6.3) sono seguite migliaia di repliche tutte più piccole, che sono diminuite nel tempo in numero e magnitudo seguendo un andamento tipico definito come legge di Omori (1894): una classica sequenza main shock – aftershocks.

Sfatiamo quindi questa credenza, emersa anch’essa durante il processo di primo grado: il termine sciame sismico connota una tipologia di sequenza sismica ben nota da molti decenni e non contiene in sé nessuna valenza rassicurante.

Riferimenti bibliografici

Mogi K. (1963). Some Discussions on Aftershocks, Foreshocks and Earthquake Swarms – the Fracture of a Semi-infinite Body caused by an Inner Stress Origin and its Relation to the Earthquake Phenomena (third paper). Bull. Earthquake Res. Institute, 41, pp. 615-658.

Omori, F. (1894) On the aftershocks of earthquakes. Journal of the College of Science, Imperial University of Tokyo 7: 111–200

Reasenberg, P. (1985) Second-Order Moment of Central California Seismicity, 1969-1982. Journal of Geophysical Research, 90, 5479-5495.

Utsu T. (2002) Statistical features of seismicity. In: International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology. Editors: W.H.K. Lee, H. Kanamori, P.C. Jennings, C. Kisslinger. International Geophysics, Volume 81, Part A. Elsevier, ISBN: 978-0-12-440652-0, p. 719-732.

Valoroso, L., L. Chiaraluce, D. Piccinini, R. Di Stefano, D. Schaff, and F. Waldhauser (2013), Radiography of a normal fault system by 64,000 high-precision earthquake locations: The 2009 L’Aquila (central Italy) case study, J. Geophys. Res., 118, doi:10.1029/2012JB009927.

Iniziato il processo di appello a L’Aquila

Ieri, dieci ottobre 2014, in Corte d’Appello all’Aquila è iniziato il secondo atto del processo agli esperti presenti alla riunione del 31 marzo 2009. Sotto accusa ci sono i sette condannati in primo grado (il 22 ottobre 2012) a 6 anni di reclusione per omicidio colposo e al risarcimento di diversi milioni di euro.

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L’udienza di ieri è stata dedicata alla presentazione della sentenza di primo grado e dei contenuti degli appelli da parte della Giudice, alla presentazione dell’accusa da parte del Procuratore Como, a una prima esposizione di uno degli avvocati delle parti civili. La richiesta della Procura è stata la conferma della condanna a 6 anni di reclusione per tutti gli imputati e alla cancellazione delle pene accessorie, attribuite in primo grado. È stato inoltre stilato un serrato calendario delle prossime udienze (17, 18, 24 e 25 ottobre) che dovrebbe portare alla sentenza il 31 ottobre.

Noi siamo fiduciosi che in questo grado di giudizio si riconsidererà la posizione degli imputati al processo. Ricordiamo che il nostro collega Giulio Selvaggi, in quel periodo direttore del Centro Nazionale Terremoti, fu invitato alla riunione da Boschi (allora presidente dell’INGV) per illustrare una relazione tecnica sull’andamento della sequenza sismica stilata dagli esperti dell’INGV e autorizzata dal suo collegio d’Istituto; egli non era un membro della Commissione grandi rischi, non era autorizzato a fare valutazioni del rischio che infatti non fece; né lui né Boschi hanno rilasciato interviste in quella sede né hanno partecipato alla conferenza stampa tenutasi dopo la riunione.

Appeal of L’Aquila Process began

On October 10, 2014 at 9.30 a.m. at the Court of Appeal of L’Aquila began the session of an appeal with respect to the convicted experts, who participated in the March 31, 2009 meeting of the National Commission for forecasting and preventing great risks. On October 22, 2012 the trial court sentenced the seven experts for manslaughter to 6 years in prison and an additional payment of 7 million Euros.

The panel of judges of the Court of Appeal is chaired by Fabrizia Ida Francabandera, Carla De Matteis and Marco Flamini. The prosecution will be represented by the general attorney Romolo Como.

The yesterday’s session was devoted to the Judge presentation of the first-instance verdict and the subsequent appeals, to the presentation of the prosecution by the attorney Como, and in a first discussion of to one of the lawyers. The Public Prosecutor’s request was the confirmation of the sentence to 6 years imprisonment for all the accused and the cancellation of accessory penalties. It was decided a tight schedule of upcoming sessions (17, 18, 24 and 25 October), which should lead to the judgment of 31 October.

We are confident that in this level of judgment the judges will reconsider the position of the defendants at trial. We would like to recall that our colleague Giulio Selvaggi – at the time director of the National Earthquake Center – was invited by Boschi -at the time INGV-President – to participate in the meeting exclusively for illustrating a technical report on the seismic sequence, compiled by INGV experts and authorized by the INGV board; he was neither a member of the National Commission for forecasting and preventing great risks, nor he was authorized to express any risk assessment; neither Selvaggi nor Boschi gave interviews at that time, and both did not attend the press conference held after the meeting.

“Scarico di energia” e i terremoti a Gubbio

A cinque anni dalla riunione della Commissione Grandi Rischi del 31 marzo 2009, si parla ancora di “scarico di energia”. Facciamo chiarezza analizzando i terremoti della sequenza che continua a interessare l’area di Gubbio.

La sequenza sismica che sta interessando oramai da molti mesi la provincia di Perugia ha avuto negli ultimi giorni una ripresa con alcuni terremoti di magnitudo superiore a 3.0 avvertiti dalla popolazione. L’attività che dal 2010 aveva prima interessato il settore tra Gubbio e Pietralunga, con alcune migliaia di terremoti e magnitudo massime di M=4.0, si è concentrata ora più a nord-ovest, a metà strada tra Città di Castello (PG) e Apecchio (PU), con magnitudo massima M=3.3.

Figura 1. Sismicità nella zona di Gubbio dal 2010 alla scorsa settimana (in blu): sono evidenziati in giallo i terremoti della sequenza dell’aprile 2010, in verde quelli del marzo 2013 e in rosso la sismicità di questi giorni. Fonte: Blog INGVterremoti.

Figura 1. Sismicità nella zona di Gubbio dal 2010 aggiornata alla scorsa settimana in blu. Sono evidenziati in giallo i terremoti della sequenza dell’aprile 2010, in verde quelli del marzo 2013 e in rosso la sismicità di questi giorni. Fonte: Blog INGVterremoti.

Nella regione umbro-marchigiana sono presenti numerose faglie attive, concentrate lungo l’Appennino. Qui la catena montuosa si deforma, allargandosi perpendicolarmente al suo asse, a una velocità di circa 3 mm all’anno. Il modello tettonico più accettato dagli studiosi prevede che tale deformazione sia accomodata da un sistema di faglie, con movimento estensionale, a direzione prevalente nord-ovest/sud-est, fra cui la Faglia di Gubbio. L’individuazione delle faglie attive e delle loro geometrie in profondità si ottiene anche grazie allo studio della sismicità, che in quest’area viene rilevata da una rete molto densa di sismometri. È possibile affermare che la sismicità registrata nella zona di Gubbio a partire dal 2010 ha interessato diverse faglie. Per approfondimenti si veda il post sul blog INGVterremoti.

La modalità con la quale avviene il rilascio sismico che stiamo osservando in questi mesi porta il nome di sciame sismico. Il termine sciame sismico deriva dall’inglese seismic swarm e fu coniato alla fine dell’Ottocento, poi usato estesamente in tutta la letteratura scientifica americana ed europea. Con sciame si intende un periodo sismico che non è caratterizzato da un terremoto principale (mainshock) e dalle sue repliche (aftershock), ma un processo sismogenetico durante il quale gli eventi più forti si distribuiscono nel tempo in maniera casuale.

La domanda che ci poniamo è: quanta energia è stata sprigionata durante lo sciame sismico di Gubbio? Prima di tutto troviamo il parametro che meglio rappresenti l’energia dei terremoti. La migliore stima di questa grandezza è rappresentata dal momento sismico (indicato con M0). Tecnicamente, M0 misura il momento di una coppia di forze equivalente alla deformazione che osserviamo durante i terremoti e per questo si chiama momento sismico. La magnitudo (indicata con la lettera M) è invece un modo semplice e intuitivo di esprimere questa grandezza con numeri piccoli ed è proporzionale al logaritmo del momento M0 (viceversa, M0 è proporzionale a 10M). La magnitudo, sebbene sia meno precisa per i forti terremoti, si può misurare più rapidamente e per questo viene usata comunemente.

Figura 2. Sismogrammi e rappresentazione visiva della energia rilasciata da terremoti di M=4, M=5 ed M=6.

Figura 2. Sismogrammi e rappresentazione visiva dell’energia rilasciata da terremoti di magnitudo M=4, M=5 ed M=6. Fonte: Terremoti e maremoti. INGV-Giunti Progetti Educativi, 2010.

Dal 2010 ad oggi, nell’area di Gubbio sono avvenuti 45 terremoti di magnitudo maggiore di 3.0 (come indicato dalle colonnine verdi in Figura 3). Se traduciamo la magnitudo in momento sismico e ne sommiamo i valori per tutti i terremoti, otteniamo un momento sismico complessivo pari a Mo= 4*1016, che equivale ad un unico terremoto di magnitudo M=4.8 (linea nera in Figura 3). Possiamo quindi dire che, se tutta l’energia liberata negli oltre quaranta terremoti che sono avvenuti a Gubbio fosse stata liberata in una singola scossa, questa avrebbe avuto una magnitudo pari a 4.8. I restanti terremoti di piccola magnitudo non influenzano in maniera significativa questa stima.

Figura 3. Numero di terremoti dal 2010 (asse a sinistra e colonnine verdi) e il valore del loro momento sismico cumulato  nel tempo (asse a destra e linea nera). La linea rossa indica il momento sismico M0=1018 di un terremoto di magnitudo 6.

Figura 3. Numero di terremoti avvenuti nell’area di Gubbio dal 2010 ad oggi (asse a sinistra e colonnine verdi) e il valore del loro momento sismico cumulato nel tempo (asse a destra e linea nera). La linea rossa indica il momento sismico M0=10^18 di un terremoto di magnitudo 6.0.

Un’altra domanda che ci viene spesso rivolta è se da questa osservazione possiamo trarre un giudizio di cauto ottimismo proprio perché c’è stata una costante liberazione di energia. Purtroppo siamo molto lontani dal vero e per due motivi. Il primo deriva da quanto appena esposto e cioè l’energia che è stata liberata dall’intera sequenza è molto poca e corrisponde complessivamente a un terremoto modesto. Il secondo e più importante motivo è che il processo sismogenetico che porta alla nucleazione di un grande terremoto è molto più complesso. Di solito, osserviamo che l’area di faglia che si rompe in un grande terremoto non è solo quella interessata dallo sciame. Anzi, secondo alcuni modelli sismologici tale sismicità potrebbe aumentare o diminuire la probabilità di un forte terremoto, a causa delle variazioni dello sforzo sul piano di faglia; questo dipende molto dalla magnitudo delle scosse che avvengono prima del mainshock e dalla distanza e orientazione di queste rispetto alla faglia principale. Senza entrare in dettagli troppo tecnici sulla fisica della rottura nei terremoti, il concetto generale è che i forti terremoti non sembrano essere influenzati significativamente dalla sismicità di bassa magnitudo, che può o meno avvenire prima di una forte scossa, mentre sono influenzati da terremoti di magnitudo comparabile. A tal proposito si potrebbe far notare come la nostra storia sismica contenga numerosi esempi di attivazioni di faglie vicine tra loro dopo un forte terremoto e con differenze di tempi che variano da pochi secondi (Irpinia 1980, tre scosse in 40 secondi), a un giorno (Umbria-Marche 1997), a qualche giorno (Emilia 2012) a settimane (Calabria 1783), mesi (Friuli 1976) o addirittura anni (terremoto di Nicastro in Calabria meridionale del 1905 seguito nel 1908 da quello di Messina). Siamo ancora lontani dal comprendere in che modo e cosa influenza questa interazione tra strutture di faglia adiacenti.

L’erroneo concetto dello scarico di energia come elemento positivo è divenuto una vera e propria “leggenda metropolitana” che fu riportata anche dai mass-media nelle settimane prima del terremoto dell’Aquila del 6 aprile 2009. Lo stesso vice Capo Dipartimento della Protezione Civile di allora si pronunciò in questo senso prima della riunione della Commissione Grandi Rischi del 31 Marzo 2009. Il tema dello scarico di energia come elemento positivo non fu però trattato durante la riunione della Commissione proprio perché senza alcun fondamento scientifico e anche perché non vi era contezza dell’intervista fatta poco prima dall’allora vice Capo Dipartimento. Al contrario, nei due comunicati dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia al Dipartimento della Protezione Civile inviati nelle settimane prima del terremoto del 6 Aprile (febbraio e marzo 2009) si esprimeva chiaramente il concetto secondo cui la probabilità di un forte terremoto a L’Aquila non aumentava e neanche diminuiva a causa dello sciame in corso.

Per approfondire questi temi si veda l’articolo, uscito recentemente, di A. Amato e F. Galadini, 2014.

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