La sezione monitoraggio, allerta e analisi gestisce la rete sismica nazionale svizzera e impiega quest’ultima per le proprie attività di ricerca sismica di base e applicata. Gli obiettivi chiave sono fornire informazioni e allerte tempestive sui terremoti tramite diversi canali, nonché analizzare l’attività sismica in tutto il Paese. Le allerte sono inviate a un’ampia varietà di utenti, tra cui uffici federali e cantonali, oltre che alla popolazione. La sezione si concentra su tutti gli aspetti delle reti sismiche e delle scienze associate, dall’allerta precoce dei terremoti (EEW) all’edizione di cataloghi degli eventi sismici; la ricerca all’avanguardia contribuisce a migliorare costantemente prodotti e servizi.
La sezione si occupa inoltre di interpretare i dati sismotettonici per quanto riguarda la sismicità in Svizzera e nelle regioni circostanti. Essa gestisce la densificazione della rete locale attorno alle attività industriali antropogeniche che possono indurre episodi sismici, come per esempio la prospezione geotermica e la realizzazione di gallerie, fornendo al tempo stesso servizi dedicati di monitoraggio e allerta. In aggiunta, la sezione sviluppa software per la sismologia in tempo reale che trovano ampio uso in Europa e a livello globale.
Il monitoraggio sismico e il sistema di allerta in Svizzera si basano su una fitta e moderna rete sismica nazionale composta da oltre 400 stazioni che forniscono dati in tempo reale, tra cui oltre 200 stazioni permanenti. Tali stazioni fanno parte delle reti nazionali strong motion e a banda larga, a loro volta integrate da reti temporanee, stazioni dedicate alle repliche, sismometri scolastici e stazioni gestite da enti esteri in prossimità dei confini del Paese. Questa ampia rete assicura un rilevamento dettagliato dei terremoti ed è in grado di registrare senza soluzione di continuità tutti i sismi di magnitudo 1.5 sul territorio svizzero (in molte aree anche per magnitudo inferiori a 1).
La sezione collabora strettamente con stakeholder nazionali e internazionali per curare e svi-luppare le capacità di monitoraggio. Essa ha un ruolo fondamentale a livello di ricerca, formazione e divulgazione, assicurando l’accessibilità delle informazioni sismiche e promuovendo la preparazione agli eventi. È responsabile dell’organizzazione di due team del servizio di picchetto del SED, che forniscono un’immediata revisione manuale dei terremoti percepiti, gestiscono il catalogo dei terremoti e assicurano il funzionamento del SED 24 ore su 24, 7 giorni su 7. La sezione coordina, inoltre, gli interventi per far fronte alle repliche in seguito a terremoti significativi in Svizzera e nei Paesi confinanti.
Guidata dal Dr. John Clinton, la sezione è suddivisa in quattro gruppi di ricerca.
Sotto la guida di Philipp Kästli e del Dr. Carlo Cauzzi, questo gruppo gestisce il funzionamento di base della rete sismica svizzera concentrandosi sull’identificazione e sulla quantificazione dei terremoti, così come sull’infrastruttura scientifica e sui prodotti corrispondenti. Tra i principali obiettivi del gruppo rientrano localizzazioni dei terremoti, magnitudo, meccanismi focali, tensori del momento, ShakeMap e archivi delle forme d’onda. Sorveglia e documenta la disponibilità e la qualità delle forme d’onda e si occupa dei metadati della strumentazione. In collaborazione con la sezione Pericolosità sismica e rischio sismico, il gruppo elaborazione dei dati, prodotti e allerta supporta la produzione di stime rapide dei danni (Rapid Impact Assessment, RIA). Gli output prodotti dal gruppo rispettano gli standard internazionali dell’FDSN. Il gruppo progetta e gestisce i sistemi hardware e software e i database che supportano queste funzioni, assicuran-do ridondanza e affidabilità nell’elaborazione dei dati e nel servizio di allerta. È inoltre respon-sabile per la raccolta e l’analisi di dati sulla percezione dei terremoti in seguito a sismi rilevanti.
Questo gruppo, diretto dalla Dr. Maren Böse e dal Dr. Frederick Massin, sviluppa metodi avanzati per rilevare e descrivere rapidamente i terremoti con potenziali ripercussioni per persone ed edifici. La sua attività si concentra sull’allerta precoce dei terremoti (EEW), sulle ShakeMap rapide ed evolutive, sulle stime rapide dei danni e sulle campagne di sensibilizzazione. Il team collabora direttamente con altri gruppi del SED al fine di sviluppare componenti chiave di un quadro dinamico del rischio sismico che integra senza soluzione di continuità diversi prodotti sismici e accede agli stessi database, flussi di lavoro e software.
L’impegno del gruppo nel settore EEW comprende lo sviluppo, la sperimentazione e l’operativizzazione di algoritmi (Virtual Seismologist, Finite-Fault Rupture Detector FinDer), l’ottimizzazione della rete sismica e dell’infrastruttura di elaborazione e la diffusione di allerte a bassa latenza, così come la conduzione di studi sociali e analisi di costi e benefici. Tra gli altri, il gruppo lavora a stretto contatto con team di ShakeAlert (USA, CAN), Central America (NI, CR, SV, GT), GNS Science (NZ), INGV (IT) e CWA (TW). Il gruppo ha sviluppato e gestisce gli add-on ETHZ-SED SeisComP EEW (ESE). Questi strumenti agevolano i test in tempo reale e di riproduzione, assicurando la compatibilità di dati e metadati con gli standard della comunità.
Il gruppo Sismologia in tempo reale sta anche sviluppando metodi innovativi per l’acquisizione rapida dei dati da vari servizi online europei (ORFEUS, EMSC) e per lo scambio transfrontaliero di forme d’onda sismica. Questi sforzi mirano a sviluppare flussi di lavoro per una rapida caratterizzazione della sorgente (p. es. calcoli relativi alle ShakeMap), comprese le faglie finite. Sono inoltre in corso attività di ricerca sulle possibilità di integrazione di nuove tecnologie come il rilevamento acustico distribuito (DAS) nella sismologia in tempo reale. Inoltre, il gruppo guida il programma seismo@school che mira alla formazione degli studenti nel campo della sismologia.
Sotto la guida del Dr. Tobias Diehl, il gruppo Sismotettonica studia il rapporto tra terremoti, faglie individuali e processi tettonici in Svizzera e in altre regioni tettonicamente attive di tutto il mondo. Il settore della sismotettonica integra principalmente informazioni provenienti da precise posizioni dei terremoti, meccanismi focali, struttura e caratteristiche della litosfera rappresentate sulla base di dati sismici attivi e passivi, geodesia e geologia.
Uno dei compiti chiave dell’analisi sismotettonica presso il SED è la determinazione dei meccanismi focali dei terremoti sulla base di registrazioni sismiche. L’attività di questo gruppo è fondamentale per lo svolgimento di valutazioni probabilistiche del rischio sismico. Particolare attenzione è dedicata ai processi sismotettonici nell’avampaese alpino settentrionale poiché questa regione è stata individuata come sede di futuri depositi sotterranei di rifiuti.
La ricerca sismotettonica è portata avanti in stretta collaborazione con geologi di diversi atenei svizzeri (tra cui p. es. l’Università di Berna) e partner non accademici (p. es. swisstopo, Nagra). Il gruppo è coinvolto anche nell’impiego di strumenti sismici e in compiti di monitoraggio in tempo reale. In collaborazione con altre unità del SED, il gruppo Sismotettonica è responsabile dei regolari rapporti sui terremoti pubblicati sullo Swiss Journal of Geosciences.
Il gruppo monitoraggio e analisi microsismica si concentra su metodi per migliorare l’imaging dei modelli sismici in sequenze di microterremoti naturali e indotti. Tali modelli esprimono i meccanismi di fisica dei terremoti o forzatura esterna soggiacenti che promuovono la sismicità. I meccanismi di fisica dei terremoti comprendono tutti i processi coinvolti nella nucleazione di terremoti all’interno della sorgente sismica e nei pressi della stessa, che si estendono dagli slittamenti asismici precursori ai processi di rottura “a cascata” delle scosse premonitrici. Per contro, i meccanismi di forzatura esterna comprendono tutti i processi che influiscono sulla sismicità dall’esterno della sorgente sismica (dalle interazioni terremoto-terremoto, passando per i cambiamenti idrologici stagionali fino agli impatti antropogenici legati alle operazioni geotecniche). Il monitoraggio ad alta risoluzione dei modelli di sismicità fornisce lo strumento geofisico più diretto per la rappresentazione di questi processi al di fuori degli ambienti di laboratorio.
Il gruppo monitoraggio e analisi microsismica è diretto dal Dr. Toni Kraft e lavora per migliorare la precisione e l’affidabilità del catalogo nazionale svizzero dei terremoti attraverso tecniche avanzate di elaborazione dei dati. Esso ha inoltre un ruolo chiave nell’attività di monitoraggio sismico legata alle operazioni industriali nel sottosuolo come le iniziative incentrate sull’energia geotermica nel quadro del progetto GEOBEST o la costruzione di gallerie. La sua attività di ricerca fornisce preziose informazioni sulla sismicità naturale e indotta, contribuendo a pratiche industriali sicure e a una maggiore sicurezza pubblica.