Osservare i terremoti nel luogo in cui si verificano

Per studiare come nascono, si propagano e si arrestano i terremoti, è stato costruito un nuovo tunnel laterale presso il BedrettoLab dell'ETH di Zurigo. Esso funge da centro di osservazione di una faglia ed è dotato di numerosi sensori e strumenti, una struttura unica al mondo. Il Servizio sismico Svizzero (SED) con sede all’ETH di Zurigo è coinvolto sia nella ricerca che nel monitoraggio dell'attività sismica.

L’ETH di Zurigo ha costruito una galleria laterale lunga 120 metri presso il BedrettoLab, una struttura di ricerca sotterranea in Ticino (Svizzera). Il nuovo tunnel si sviluppa parallelamente a una zona di faglia naturale accuratamente selezionata. Grazie a questa posizione scelta appositamente, i ricercatori possono studiare in dettaglio come un terremoto si forma in un determinato punto di una faglia e come si propaga lungo di essa fino a esaurire la propria energia. Usando un’attrezzatura specializzata, il consorzio di ricerca europeo, con la partecipazione del SED, studia in che modo si muovono le faglie, al fine di comprendere meglio i terremoti, e potenzialmente, di riuscire a prevederli. L’iniziativa è promossa dal progetto FEAR (Fault Activation and Earthquake Rupture), finanziato dal Consiglio europeo della ricerca con 14 milioni di euro e finalizzato a dare una risposta a due dei quesiti più importanti e irrisolti della sismologia: cosa accade poco prima dell’inizio di un terremoto? E cosa ne provoca l’arresto? I ricercatori sperano che rispondere a queste domande permetta di ampliare i limiti della prevedibilità dei terremoti.

Un osservatorio in corrispondenza di una faglia unico nel suo genere

Per studiare i terremoti alla fonte, il team di FEAR ha realizzato numerosi pozzi. Gran parte di essi permette di monitorare i processi all’interno della roccia. Altri servono a iniettare acqua per provocare piccoli terremoti. Dotati di una vasta gamma di sensori, formano una rete di monitoraggio all’avanguardia direttamente sulla faglia: un’infrastruttura di ricerca unica al mondo. I sensori hanno una sensibilità adeguata per rilevare piccoli sismi di magnitudo -5, e misureranno parametri come la pressione dei fluidi nelle fratture, le variazioni nelle sollecitazioni e molto altro. Durante gli esperimenti di simulazione su larga scala che sta preparando il team, nella zona della faglia saranno iniettate centinaia di metri cubi di acqua ad alta pressione. L'aumento della pressione del fluido che ne deriva riduce la sollecitazione presente sui piani di faglia, indebolendoli e agevolandone lo slittamento. Questa riduzione dell’attrito può innescare un movimento di faglia e quindi un sisma.

«L’osservatorio sulla faglia è il tassello mancante del puzzle dello studio dei terremoti», dichiara Prof Domenico Giardini, uno dei quattro principali ricercatori del progetto FEAR. «Disponiamo di eccellenti reti di monitoraggio in tutto il mondo. Tuttavia, gran parte di loro è collocata sulla superficie, e quindi a molti chilometri di distanza dal punto di origine dei terremoti. Inoltre, anche i pochi sensori nei pozzi si trovano normalmente solo in prossimità delle zone di faglia, non al loro interno».