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Analisi dei terremoti

La sezione Analisi dei terremoti si occupa di analizzare e interpretare le forme d’onda e i terremoti registrati dagli strumenti. I dati registrati dal SED e da altri servizi sismici fungono da punto di partenza per numerosi progetti di ricerca e servizi. Questi dati sono ad es. importanti non solo per analizzare la struttura delle Alpi e delle Prealpi, descrivere le faglie, comprendere la fisica e la statistica dei terremoti e migliorare la prevedibilità dei terremoti, ma anche per poter distinguere tra terremoti naturali e indotti, incluse le esplosioni nucleari.

La sezione Analisi dei terremoti è suddivisa in quattro gruppi di ricerca che in parte si dedicano a questioni indipendenti ma spesso anche a questioni globali. Responsabile della sezione è il Prof. Stefan Wiemer.

Il gruppo di ricerca “Terremoti indotti”, diretto dal Prof. Stefan Wiemer, si occupa principalmente del monitoraggio, della comprensione e della valutazione della pericolosità dei terremoti antropogenici. Quello dei terremoti indotti è un tema di scottante attualità e rilevanza in tutto il mondo, perché sono numerosi gli interventi umani nel sottosuolo che possono provocare terremoti. In Svizzera i terremoti indotti sono noti principalmente per il loro legame con i progetti geotermici: nel 2006, l’acqua iniettata ad alta pressione nel sottosuolo ha causato a Basilea un sisma di magnitudo 3.4, mentre nel 2013 si è verificato un terremoto di magnitudo 3.5 nei pressi di San Gallo.

Tuttavia, anche altri utilizzi del sottosuolo possono causare delle scosse sismiche, come ad es. l’iniezione di CO2 o delle acque di scarico, il trasporto convenzionale e non convenzionale di petrolio / gas naturale tramite fracking o l’industria mineraria e il settore della costruzione di gallerie. Anche i cambiamenti operati dall’uomo sulla superficie terrestre possono dar luogo a terremoti, ad esempio quando i laghi artificiali si riempiono per la prima volta d’acqua.

Con l’aiuto delle reti sismiche locali, il gruppo di ricerca Terremoti indotti ha monitorato numerose sequenze sismiche (p. es. San Gallo, Basilea), in parte in collaborazione con l’Ufficio federale dell'energia e SvizzeraEnergia (vedi Geobest-CH). In stretta collaborazione con l’SCCER-SoE vengono sviluppati metodi per valutare e minimizzare il rischio sismico delle centrali elettriche geotermiche. Nel 2015, 2017 e 2019 il gruppo ha organizzato un workshop internazionale con più di 150 partecipanti sul tema Terremoti indotti presso l’albergo Schatzalp di Davos.

Il gruppo di ricerca “Tettonica”, guidato dal Dr. Tobias Diehl, si occupa dell’analisi dei dati sismici al fine di comprendere meglio il sottosuolo e il contesto tettonico. Anche se i lavori del gruppo sono principalmente concentrati sull’area alpina e prealpina della Svizzera, i suoi membri sono impegnati anche in numerosi progetti internazionali, ad es. attualmente nel Bhutan e nel progetto AlpArray. Le registrazioni di terremoti locali e regionali, ma anche quelle telesismiche, possono ad es. essere utilizzate per risolvere in 3D, nel quadro di una cosiddetta analisi tomografica, la curva di velocità nel sottosuolo e contemporaneamente per localizzare con la massima precisione possibile questi eventi. Indirettamente, ciò permette di risalire anche alle proprietà della roccia e ai parametri fisici (densità, temperatura). Dall’ampiezza delle onde sismiche irradiate da un terremoto è inoltre possibile risalire ai processi di frattura e alle condizioni di tensione nel sottosuolo.

Il gruppo di ricerca “Sismologia statistica”, diretta dal Prof. Stefan Wiemer, studia come migliorare, con l’aiuto di metodi statistici, la comprensione e la previsione dei terremoti. I membri di questo gruppo di lavoro si occupano ad es. della creazione e del collaudo sistematico dei modelli di previsione dei terremoti. Simili modelli tentano di rappresentare nel modo più preciso possibile i modelli temporali e spaziali dell’attività sismica osservata e di generare da questi dati una previsione dell’attività sismica nei prossimi giorni, mesi o decenni. Le analisi statistiche dei cataloghi dei terremoti in tutto il mondo permettono anche di risalire alla tettonica, ad es. all’origine del magma sotto ai vulcani, alla distribuzione delle tensioni nella crosta terrestre, alla decrescita del numero di repliche dopo un sisma o alla diffusione dei liquidi. Un elemento importante della ricerca è anche l’analisi e il costante miglioramento della qualità e dell’omogeneità dei cataloghi dei terremoti.

Il gruppo di ricerca “Sismologia di verifica” viene diretto dal Dr. Florian Haslinger. Nel 1996 la Conferenza sul disarmo (CD) di Ginevra ha discusso un trattato sulla messa al bando degli esperimenti nucleari (CTCB). Al fine di verificare il rispetto del trattato, è stato istituito un sistema di monitoraggio internazionale (IMS). Quest’ultimo comprende stazioni sismiche, idro-acustiche, agli infrasuoni e radionuclidiche, e fa ricorso ai moderni sistemi di trasmissione. Il sistema è supportato da un Centro dati internazionale (IDC) e da una Segreteria tecnica. La Svizzera è un partner importante all’interno del sistema IMS ed è rappresentata in diversi gruppi di lavoro dal SED o dal laboratorio di Spiez. La stazione DAVOX è inoltre parte integrante del sistema di monitoraggio IMS.