“Tellus Project - Ricerca Scientifica Multidisciplinare Precursori Sismici”

Introduzione
Poiché i terremoti sono fenomeni fisici, le tecniche utilizzate allo scopo di prevedere un sisma sono basate su approcci geofisici, sismologici, campi magnetici, campi elettrici e geodesia. Diversi tipi di gas presenti nel sottosuolo esalano da faglie attive e processi geodinamici profondi possono produrre anomalie nelle emissioni, variazioni della temperatura e livelli delle acque, conducibilità elettrica e altro.

In linea generale, tutte le anomalie osservabili prima di un terremoto potrebbero essere utili per una migliore comprensione dei precursori sismici.

Il radon (²²²Rn), in modo particolare è studiato come un precursore dei terremoti. È un gas inerte generato dal decadimento radioattivo del Radio (²²⁶Ra) nella catena di decadimento dell’Uranio. Variazioni di concentrazione di radon, sia in acqua che al suolo, associati ad attività sismica sono noti da oltre mezzo secolo.

Nel 1966 in Russia fu osservato un incremento di concentrazione di radon nelle acque di un pozzo prima del terremoto di Tashkent. Nel 1974 fu installata la prima stazione sotto terra per studiare la relazione fra emissione radon e terremoti. Da allora, le variazioni di concentrazione di radon nel suolo e nelle acque sotterranee sono considerate come potenziali precursori dei terremoti.

Lo scopo della nostra ricerca è quello di verificare le relazioni tra le variazioni geochimiche e il processo geodinamico nelle aree soggette a studio.

Aree monitorate e strumentazione
Fino ad oggi nessuno studio si è concentrato su una distinta area utilizzando un elevato numero di stazioni.

Per perseguire in modo corretto lo scopo della nostra ricerca, abbiamo stabilito che ogni zona monitorata debba rientrare in un’area di circa 625 Km² (25x25Km) sulla quale saranno installate 16 stazione a una distanza di circa 5 Km una dall’altra. Tali distanze potranno variare in base ad approfonditi studi geologici o ad effettiva difficoltà di installazione.

Le aree individuate in Italia sono 21 e ognuna di queste costituirà una Rete Locale caratterizzata da una sigla. Ognuna delle 16 stazioni costituenti la Rete Locale avrà una sigla costituita dalla sigla della Rete Locale più tre lettere identificanti il comune di appartenenza.

Ogni stazione sarà composta dai seguenti strumenti:
- Sismografo triassiale
- Sensore a Soglia Differenziata
- Radonometro con camera a ioni
- Radonometro con cella di Lucas
- Centrale rilevamento campi elettrici
- Centrale rilevamento Protoni
- Centrale meteo
- Telecamera ad ottica vibrazionale

Grazie all’utilizzo dei Sismometri, nascerà una Rete Sismometrica ad alta capacità. L’alto numero di stazioni e l’estrema vicinanza degli strumenti ci permetterà un approfondimento sulla microsismicità locale, oltre che ricavare dati estremamente corretti relativi alla giusta localizzazione ipocentrale, anche di terremoti con magnitudo prossima allo zero.
Sarà inoltre determinante identificare i meccanismi focali degli eventi sismici, allo scopo di studiare in modo più ampio i dati riscontrabili come precursori dei terremoti. I dati raccolti saranno messi a disposizione degli enti che ne faranno esplicita richiesta.

Esempio di distribuzione delle Stazioni in una Rete Locale.

La Centrale Meteo ci permetterà di rilevare i dati climatici, interni ed esterni, della stazione di monitoraggio, che saranno sempre raffrontati con le altre misurazioni. Variazioni delle emissioni dei gas dal sottosuolo possono essere influenzate, in modo particolare, dalla pressione atmosferica e dalla temperatura.

Il Radonometro ci fornirà la concentrazione di radon ogni ora e in continuo, la misura viene effettuata a circa 3 metri sotto il piano del terreno. I dati dei 16 radonometri, costituenti la Rete Locale, saranno elaborati da uno specifico software appositamente realizzato, capace di individuare in modo autonomo le anomalie, sulla base di specifiche istruzioni impartite.
Attraverso questo approccio saremo in grado di verificare in tempo reale ogni variazione importante della concentrazione di radon, avvisati anche da un sistema automatico di allarme. Il software sarà in grado anche di analizzare contemporaneamente i dati di più Reti Locali, per ulteriori correlazioni a raggio più ampio.

La tecnologia con Telecamera Vibrazionale sarà usata in diversi ambiti della ricerca, in modo particolare su edifici sensibili e su animali. Attraverso questa tecnologia è possibile misurare le micro vibrazioni degli edifici, utili per il monitoraggio della stabilità, grazie alla loro risposta in frequenza a seguito di sollecitazione sismica. Sugli animali, invece, è possibile misurarne lo stato di stress come studio del precursore dei terremoti. Questa stessa tecnologia è già usata in diversi paesi del mondo a scopo antiterroristico.

Il Sensore a Soglia Differenziata ha la peculiarità di essere un validissimo strumento che assolve le tematiche dell’Early Warning System, data la sua caratteristica di rilevare unicamente e senza bisogno di filtri le Onde Sismiche. Il sensore rileva l’intensità al suolo nel luogo ove è installato e, a livelli di soglie prestabilite, è in grado di emettere immediatamente un segnale di pre-allerta e/o di allerta, anticipando l’arrivo dell’onda di superficie di diversi secondi. 

Oltre alle misurazioni da terra, prevediamo anche l’utilizzo di diversi dati satellitari, per una più completa analisi di diversi fattori che possano condurre ad una precisa correlazione di elementi fisici e chimici che si manifestano prima dei terremoti.

Conclusione
La rete sismometrica, denominata “Seismic Network Aracne Tellus”, fornirà una grande quantità di dati estremamente precisi, grazie ai quali sarà possibile disegnare i piani di faglia interessati da movimenti sismici.

Carta ingrandibile con un click Le 22 Reti Locali oggetto di monitoraggio multidisciplinare

Ad ultimazione lavori, ossia quando le 308 stazioni saranno tutte attive e funzionanti, i dati potranno essere utilizzati anche a scopo di “allarme sismico”. Sarà infatti possibile, grazie al riconoscimento dell’arrivo delle onde P, calcolare in tempo reale i dati parametrici del terremoto ed inviare un allarme in specifiche zone attorno all’epicentro ed in base alla magnitudo, prima dell’arrivo delle successive onde S portatrici del tremore e distruzione. Vista l’altissima velocità delle onde sismiche (da 3 a 7 Km/sec circa), potranno beneficiare del suddetto allarme zone sempre più distanti dall’effettivo epicentro del sisma.

La ricerca scientifica si prefigge come obiettivo finale l’individuazione di parametri considerati “precursori sismici”. La combinazione dei dati potrebbe fornire un ampio quadro geofisico in grado di migliorare le attuali conoscenze della fisica dei terremoti e dei loro processi di preparazione, rilevabili da terra e dallo spazio.

Aree interessate da monitoraggio multidisciplinare
1- Palermo
2- Siracusa
3- Messina
4- Reggio Calabria
5- Cosenza a
6- Cosenza b
7- Potenza
8- Benevento
9- Campobasso
10- Isernia
11- Frosinone
12- L’Aquila
13- Rieti
14- Perugia
15- Arezzo
16- Pistoia
17- Massa
18- Verona
19- Belluno
20- Pordenone
21- Udine
22- Sardegna in zona non soggetta a terremoti

"Tellus Project - Ricerca Scientifica Multidisciplinare Precursori Sismici"

Le locandine di alcuni nostri convegni 

“Tellus Project - Ricerca Scientifica Multidisciplinare Precursori Sismici”

Pubblicazioni Scientifiche

• Abstract Tellus Project
La struttura e lo scopo di Tellus Project, della rete Aracne e del sistema AAD Automatic Anomali Detection 

• Radon 2015
THE TELLUS PROJECT, A STUDY OF SEISMIC PRECURSORS
L. Nicolì, S. Biffi, L. Caccia, M. Cavallucci, D. Gullà, G. Lupo, M. Martini, G. Massimiani, M. Zucchetti 

• Radon 2016
THE METHOD OF MEASURING RADON AND OTHER ENVIROMENTAL PARAMETERS AS EARTHQUAKE PRECURSOR
Leonardo Nicolì, Giuseppe, Massimiani, Massimo Zucchetti, Gianluca Mastrantonio

• Proton 2017
Nonstationary electrical activity in the tectonosphere-atmosphere interface retrieving by multielectrode sensors:
case study of three major earthquakes in Central Italy with M>6
Vadim Bobrovskiy, Francesco Stoppa, Leonardo Nicolì, Yuliana Losyeva 

• Radon 2017
THE INTERNATIONAL ASSOCIATION FOR RESEARCH ON SEISMIC PRECURSORS (IARESP) ACTIVITIES AND RESULTS DURING THE 2016-2017 EARTHQUAKES IN ITALY
Leonardo Nicolì, Giuseppe Massimiani, Gianluca Mastrantonio, Massimo Zucchetti

• Radon 2018
DETECTION OF RADON EMISSIONS DURING 2016/2017 EARTHQUAKES IN ABRUZZO (ITALY)
Leonardo Nicolì, Giuseppe Massimiani, Gianluca Mastrantonio, Massimo Zucchetti

• Radon 2019
DETECTION OF RADON EMISSIONS DURING 2016/2017 EARTHQUAKES IN ABRUZZO (ITALY)
Leonardo Nicoli, Giuseppe Massimiani, Stefano Segantin, Massimo Zucchetti