Nonostante il numero molto alto di trivellazioni in profondità presenti in tutto il mondo, la quantità di dati sui terremoti da esse causati è piuttosto scarsa. Ciò è dovuto da un lato al fatto che la probabilità che si verifichino tali scosse è molto bassa e, dall’altro, alla circostanza che molte trivellazioni in profondità sono state fatte in zone inabitate. Le scosse che avrebbero potuto essere percepite non sono quindi state avvertite né segnalate dalla popolazione. Inoltre, in molte località queste trivellazioni non erano e non sono tuttora controllate dal punto di vista sismico. Ciò rende impossibile rilevare in modo affidabile questi microterremoti indotti. In Svizzera sono state ad es. documentate alcune microscosse che si sono verificate durante la cementificazione del foro di trivellazione per il progetto di geotermia di Basilea. Il più intenso ha raggiunto una magnitudo di 0.7, rilasciando così 500 volte meno energia di quella di una scossa di magnitudo pari a 2.5. Questa è l’intensità a partire dalla quale solitamente le scosse possono essere avvertite.

Dal punto di vista fisico, le cause per le quali in alcuni casi le trivellazioni profonde causano un terremoto sono ben note: in alcuni punti le trivellazioni profonde causano locali variazioni di tensione e pressione interstiziale nella roccia, che in alcuni casi sono in grado di riattivare una superficie di frattura tettonica precaricata che si trova nelle vicinanze e quindi provocare un terremoto. Tuttavia, di norma simili variazioni di tensione si verificano solo in presenza delle seguenti due condizioni: prima di tutto, quando viene trivellata una roccia in cui è presente un fluido di strato ad alta pressione. In questo caso il fluido di strato (liquido o gas) può entrare nel foro di trivellazione e causare una sovrappressione nel foro che di norma può essere ridotta in modo controllato. In alternativa, il foro di trivellazione viene sigillato in profondità nel punto interessato. In secondo luogo, quando si incontra uno strato caratterizzato da una permeabilità del fluido molto alta o da una bassa resistenza della roccia. In questi casi è possibile che una parte del fango di perforazione o del cemento si infiltri nella roccia circostante. Il fango di perforazione è necessario per portare in superficie il materiale asportato e per stabilizzare il foro di trivellazione durante l’avanzamento. Al termine di ciascuna sezione di trivellazione, il foro viene rivestito con una tubazione di cemento in modo che rimanga accessibile a lungo termine. Nella maggior parte dei casi, i volumi di roccia interessati dalle variazioni di tensione sono tuttavia piccoli. Di conseguenza, anche la probabilità che venga attivata una frattura precaricata di grandi dimensioni, provocando così un terremoto di magnitudo più alta e potenzialmente avvertibile, è molto bassa.

Per le trivellazioni in profondità semplici (ad es. trivellazioni esplorative), nella propria guida sulla gestione dei terremoti indotti il Servizio Sismico Svizzero (SED) con sede all’ETH di Zurigo non raccomanda normalmente alcun monitoraggio sismico. Per conservare le prove e distinguere meglio la sismicità naturale da quella indotta, può tuttavia rendersi opportuno installare una stazione di rilevamento supplementare nelle vicinanze del sito di trivellazione. Per conto della Società cooperativa nazionale per lo smaltimento delle scorie radioattive (Nagra), attualmente il SED sta ad es. consolidando la propria rete per monitorare le trivellazioni esplorative nella Svizzera nord-orientale.

Le scosse più forti e più ampiamente percepite dalla popolazione svizzera si sono verificate il 17 gennaio e il 1° febbraio 2018 vicino alla frontiera con la valle austriaca Klostertal (Montafon). Entrambi gli episodi hanno raggiunto una magnitudo di 4.1. Con una magnitudo di 3.2, la scossa più forte all’interno del territorio svizzero è stata registrata il 23 agosto vicino al Dents de Morcles nel Vallese. In tale occasione il SED ha ricevuto circa 400 segnalazioni provenienti principalmente dalla valle del Rodano, dove il sottosuolo costituito da sedimenti più soffici ha amplificato particolarmente le scosse. Altri terremoti parzialmente percepiti dalla popolazione si sono verificati il 15 e il 16 maggio vicino a Châtel-St-Denis nel Cantone di Friburgo (magnitudo 3.1 e 2.9), il 3 novembre nel Vallese nei pressi di Martigny (magnitudo 2.9) e il 29 dicembre vicino a Friburgo (magnitudo 2.9). Solo le scosse nella valle austriaca Klostertal hanno causato danni minori come ad es. crepe nelle facciate.

Inoltre, anche lo scorso anno si sono verificati alcuni sciami sismici degni di nota. Si parla di sciami sismici quando si verificano numerose scosse in un arco di tempo piuttosto ampio, senza una chiara successione di scosse che anticipano l’evento principale e repliche che seguono. Particolarmente rilevante è stata la sequenza sismica a est di St. Léonard, vicino a Sion, nel Vallese. Questa sequenza è associata a una faglia che dal 2014 ad oggi ha prodotto una frequente e intensa attività sismica e che fa probabilmente parte del sistema di faglie Rodano-Sempione, che in questa zona sembra suddividersi in vari segmenti. Un’altra sequenza sismica degna di nota si è avuta nella zona di confine tra Italia, Francia e Svizzera nella parte orientale del massiccio del Monte Bianco. In quest’area il SED ha localizzato lo scorso anno circa 100 terremoti con magnitudo compresa tra 0 e 2.2.

Analogamente agli anni precedenti, nel 2018 i terremoti hanno in generale interessato soprattutto il Vallese, i Grigioni e le regioni lungo il fronte alpino. Nonostante questa concentrazione, sul lungo periodo è evidente che nel nostro Paese non esiste nessuna regione esente da terremoti. In Svizzera, paese sismico, si verifica un terremoto di magnitudo 6 o superiore in media ogni 50 a 150 anni.

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Al momento non riusciamo ancora a comprendere completamente i processi fisici e chimici che determinano se e come la CO2 riesce a disperdersi attraverso le fratture. Poco compresi sono anche gli effetti delle iniezioni di CO₂ sulle deformazioni della roccia e sulle interazioni chimiche che possono dare origine ai terremoti. Inoltre, si sa ancora ben poco sulle condizioni specifiche presenti nel sottosuolo svizzero. Tutto questo rende oggi difficile valutare in quale misura l’immagazzinamento sotterraneo della CO₂ qui da noi possa essere o meno un’opzione da prendere in considerazione. Per questi motivi, gli scienziati del Servizio Sismico Svizzero (SED) con sede all’ETH di Zurigo e del SCCER-SoE stanno svolgendo un esperimento in stretta collaborazione con il Department of Mechanical and Process Engineering e l’Istituto di Geofisica del Politecnico federale di Zurigo, così come con Swisstopo e la Scuola politecnica federale di Losanna. L’esperimento, che si svolge nel laboratorio sotterraneo di Mont Terri, fa parte del progetto ELEGANCY finanziato dalla Commissione Europea e dall’Ufficio Federale dell’Energia.

Gli scienziati stanno studiando in che modo la CO₂ è in grado di migrare lungo le fratture, in quali condizioni si verifica la sismicità indotta e come possa essere monitorato al meglio un simile giacimento. A tal fine inietteranno piccole quantità di acqua salata arricchita di CO₂ in un pozzo di piccolo diametro che attraversa una piccola zona fratturata. Per scoprire come la roccia fratturata presente in questa zona di disturbo reagisce alla CO₂, osserveranno la stabilità della roccia e indagheranno in che modo interagiscono tra di loro le deformazioni di taglio, la pressione interstiziale e le linee di scorrimento. Alcuni sensori sismici attivi e passivi monitoreranno le variazioni delle velocità sismiche nei pressi del punto di iniezione e rileveranno possibili microscosse con magnitudo inferiore a zero.

A differenza di un grande progetto operativo di immagazzinamento della CO₂, questo esperimento studia i processi rilevanti solo mediante piccole quantità di acqua salata arricchita di CO₂. Ciononostante, le conoscenze acquisite contribuiranno a comprendere meglio i principali processi che influiscono sui movimenti della CO₂ attraverso le zone di fratturazione. L’esperimento fornirà così anche un importante contributo che ci permetterà di caratterizzare meglio i siti di immagazzinamento. In tutto il mondo sono già in corso circa venti progetti di immagazzinamento di CO₂, ciascuno dei quali ha separato e immagazzinato fino a tre milioni di tonnellate di CO₂ all’anno. Altri progetti sono in programma. Attualmente in Svizzera non è previsto nessun progetto di questo tipo.

www.sintef.no/elegancy/

www.sccer-soe.ch/research/pilots-demos/elegancy/