Il campo gravitazionale della Terra segnala l'arrivo di onde sismiche

I forti terremoti producono anomalie nel campo gravitazionale della Terra: una rete di sensori gravimetrici può dare l'allarme prima dell'arrivo delle onde sismiche più distruttive.

superkamiokande
Un'immagine spettacolare del rilevatore principale del Kamiokande, dove si studiano neutrini e raggi cosmici (sullo sfondo, il canotto con i tecnici della manutenzione). Nello stesso centro, situato in una miniera in Giappone, si studia il campo gravitazionale della Terra: da questo laboratorio arriva una nuova idea per mitigare i danni dei terremoti più intensi.

Un nuovo metodo di registrazione dei sismi potrebbe aiutare a ridurre vittime e danni nelle aree prossime all'epicentro di un forte terremoto, dando l'allarme da alcuni secondi a qualche minuto prima dell'arrivo delle onde di compressione (quelle sussultorie, dette onde P) e, soprattutto, delle onde secondarie più distruttive, quelle ondulatorie (onde S).

 

I terremoti si registrano e misurano con i sismografi, ma un evento accaduto durante il terremoto del 2011 in Giappone ha aperto un nuovo filone di ricerca che adesso ha portato ai primi risultati. Il nuovo metodo si basa sulla rilevazione delle variazioni del campo gravitazionale della Terra.

 

I sismogrammi sono l'unico metodo che abbiamo per rilevare un terremoto e misurarne l'intensità. Ma un forte sisma può alterare il campo gravitazionale della Terra in un'area più o meno ampia dall'epicentro: questo consente di lanciare l'allarme con un piccolo anticipo rispetto all'arrivo delle onde sismiche.

Anticipare il peggio. Il terremoto del 2011 fu così intenso (magnitudo 9.1) da produrre un'alterazione istantanea del campo gravitazionale terrestre in un'area di 2.000 km dall'epicentro, rilevata dal laboratorio sotterraneo di Kamioka, che ospita il Super-Kamiokande per lo studio dei raggi cosmici e dove si fa ricerca anche sul campo gravitazionale del nostro pianeta.

 

In quell'occasione a Kamioka si registrò un anomalia nella forza di gravità del pianeta esattamente 50 secondi dopo il terremoto, mentre dopo altri 30 secondi arrivarono le onde sismiche (che si propagano a 7-8 km al secondo).

 

Una rete di gravimetri (strumenti relativamente semplici) ben distribuita sul pianeta, rilevando le variazioni di gravità potrebbe anticipare - seppure di poco - l'arrivo delle onde vere e proprie del terremoto.

 

Preavviso, non previsione. Le aree meno prossime all'epicentro del sisma avrebbero un breve preavviso: va sottolineato che non si tratterebbe di un'allerta per qualcosa che deve ancora accadere, ma per un evento già accaduto le cui conseguenze sono attese a secondi.

 

Per approfondire: a Pavia il laboratorio dove si simulano i terremoti. | Dino Fracchia

Può sembrare poco, ma considerate che nel giro di pochi secondi le persone - quando ben preparate - possono mettersi in una condizione di minore pericolo, anche di notte. Pochi secondi bastano anche per fermare i treni, chiudere le condotte del gas, attivare tutti i servizi di emergenza...

 

Non è, insomma, un sistema di previsione: rientra invece nella categoria dei metodi chiamati early-warning, come ShakeAlert (di cui abbiamo scritto di recente), ossia sistemi che danno modo di anticipare l'arrivo delle onde sismiche di un intervallo di tempo anche breve, ma sufficiente ad attivare contromisure. I ricercatori che hanno sviluppato i modelli di questo sistema affermano che al momento il metodo può essere applicato con successo in caso di terremoti di elevata intensità, di magnitudo 8 o superiori: ulteriori studi e sviluppi della tecnologia permetterebbero però di avere segnali di early-warning anche per terremoti di minore intensità.

17 Dicembre 2017 | Luigi Bignami