Terremoti: si può prevedere dove e quando colpirà un sisma?

Sono quasi 3.000 le vittime del terremoto che ha scatenato l'inferno in Marocco la notte dell'8 settembre 2023. E alla scienza, ancora una volta, si chiede: sarà mai possibile prevedere questi tragici e devastanti eventi con una ragionevole precisione?

A oggi, l'unico caso di evacuazione di una popolazione a rischio terremoto eseguita con successo è quella del 3 febbraio del 1975: le autorità fecero evacuare la popolazione della città di Haicheng, circa 1 milione di persone, in base a misure sulle acque sotterranee e sull'elevazione del suolo registrate nel corso dei mesi precedenti; e anche in base allo strano comportamento di alcuni animali. Ebbero ragione: un sisma di magnitudo 7,3 arrivò alle 19:36 del giorno dopo. I morti furono circa 2.000, ma sarebbero potuti essere centinaia di migliaia.

Previsione probabilistica. Anche se dopo una forte scossa c'è sempre qualcuno che afferma di averla prevista, la realtà è che oggi nessuno è in grado di dire con certezza che un certo giorno, in un certo luogo, si scatenerà un sisma distruttivo. Malgrado ciò sono in corso diversi studi promettenti, in cui l'Italia (dove ogni anno, in media, ci sono circa 2.000 terremoti di magnitudo superiore a 2,5, e uno di magnitudo tra 5 e 6) è in prima linea. Vi sono due possibili approcci alla previsione.

Il primo è probabilistico: si cerca di valutare la probabilità che un evento sismico al di sopra di una determinata intensità possa avvenire in una certa regione e in un certo periodo di tempo. Per esempio, il modello più recente di previsione dei terremoti della California (Ucerf3) stima che la probabilità che lo Stato americano sia colpito da un sisma di magnitudo 7,0 entro 30 anni sia del 93%: quasi una certezza. Il secondo filone è di tipo deterministico, molto più ambizioso ma decisamente meno affidabile. Mira infatti a stimare in modo preciso, con un anticipo sufficiente per mettere al sicuro le persone, quando e dove avverrà un terremoto e quale sarà la sua intensità.

Per farlo, sismologi e geologi studiano come detective i flebili indizi che sembrano manifestarsi in anticipo, come fenomeni elettrici e magnetici, liberazione di gas, sciami di scosse di bassa intensità, variazioni nelle falde acquifere e, perché no, il comportamento anomalo degli animali, proprio come nel già citato caso cinese. «La previsione probabilistica lavora soprattutto su tempi lunghi: anni o decenni», spiega Warner Marzocchi, dirigente di ricerca all'Ingv (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia).

«E ha importanti risvolti pratici, poiché identificando le aree dove è più probabile che avvengano grandi terremoti permette di definire opportuni criteri di costruzione antisismica».

L'Aquila e Amatrice. L'Italia dal 2004 è dotata di una mappa della pericolosità sismica che fornisce lo "scuotimento" del terreno atteso per i successivi 50 anni. L'Aquila e Amatrice cadono all'interno di aree a elevata probabilità di forte scuotimento. «La previsione probabilistica su tempi brevi, di mesi o giorni, invece, è ancora in fase pionieristica», continua Marzocchi, che è un esperto a livello internazionale dei modelli a breve termine. Alcuni di questi si basano sul fatto che ogni terremoto può generarne altri, seguendo regole matematiche. Si lavora quindi, sugli sciami sismici, ossia sui terremoti a bassa intensità che si susseguono a breve distanza di tempo. Uno sciame può essere il segnale di una scossa intensa imminente: in termini statistici, può aumentare anche di centinaia di volte la probabilità di un grande evento. Ma il valore assoluto della probabilità in un arco di tempo ristretto raramente supera l'1%.

Scosse di assestamento. Un esempio concreto: in occasione del terremoto dell'Aquila, lo sciame che lo precedette fece aumentare di 30 volte, dal dicembre 2008 al gennaio 2009, la probabilità di una scossa importante. Tuttavia la probabilità specifica per il 6 aprile, giorno del sisma, era dello 0,05%, quindi molto bassa. Infatti, non tutte le sequenze sismi che portano a un sisma disastroso e, viceversa, non tutti i forti terremoti sono anticipati da sciami sismici. Quello di Amatrice ne è un esempio: non c'era stato nessun segnale premonitore.

Le sequenze sismiche che avvengono dopo un grande terremoto, invece, che chiamiamo scosse di assestamento, permettono di formulare probabilità del ripetersi di forti terremoti in modo più preciso. Non è un fenomeno raro: si è manifestato per esempio in occasione dei terremoti del Friuli (1976), dell'Aquila (2009) e dell'Emilia (2012).

Con le onde radio. Il campo deterministico è più delicato, ma anche qui ci sono alcuni indizi. Per esempio, quando una roccia è sottoposta a uno stress meccanico, come nel caso delle faglie in movimento, produce onde radio a bassissima frequenza, che sarebbero rilevabili da strumenti opportuni. Queste onde indicano il possibile verificarsi di un terremoto nel giro di alcune ore. Un ricercatore indipendente, Renato Romero, con il quale hanno collaborato l'Ingv, il radiotelescopio di Medicina (Bologna) e altri enti di ricerca, ha cercato tali emissioni radio disponendo stazioni di rilevamento in diverse parti d'Italia.

«La conclusione del nostro Osservatorio permanente di emissioni radio sismiche», spiega Romero, «dopo un anno di indagini sul terreno mostra che, affinché un terremoto possa produrre onde radio misurabili, deve essere molto intenso e, soprattutto, la stazione di rilevamento deve essere praticamente sopra l'epicentro».

Giappone: Luci nell'atmosfera. Ma se le anomalie elettromagnetiche non sono rilevabili nel terreno, in qualche caso lo possono essere nell'atmosfera. Kosuke Heki, della Hokkaido University di Sapporo, aveva osservato un aumento di elettroni nella ionosfera – lo strato più esterno dell'atmosfera – 40 minuti prima del terremoto di magnitudo 9,0 che colpì il Giappone nel 2011.

Qual è il meccanismo? «Quando imponenti corpi rocciosi si muovono creano correnti elettriche, producendo nuvole di cariche positive che possono raggiungere la superficie terrestre e l'atmosfera», afferma Friedemann Freund della San José State University in California. Questo può spiegare anche le luci misteriose che sono state segnalate prima di diversi terremoti, tra cui quello dell'Aquila. Sul fronte opposto, però, ci sono ricercatori che considerano queste anomalie magnetiche poco significative.

Prima del sisma dell'Aquila. Sempre all'Aquila, la biologa Rachel Grant dalla Open University (Uk) ha notato un altro fenomeno. Nelle settimane prima del sisma, con il suo assistente studiando una colonia di rospi comuni a 74 km dell'epicentro: cinque giorni prima del terremoto, il 96% dei maschi si è dato alla fuga. E tre giorni prima della scossa non vi era più neppure una coppia; le uova erano state abbandonate. Qualcosa stava alterando l'habitat delle pozze d'acqua in cui i rospi vivevano. Forse alcuni animali percepiscono quelle onde radio impossibili da cogliere dai rilevatori costruiti dall'uomo? 

Ingegneria tellurica. Se la predizione dei terremoti, dunque, è ancora molto difficile, si può intanto pensare anche a smorzarne gli effetti, per esempio costruendo barriere che attenuino le onde sismiche prima che raggiungano le zone abitate. Non è fantascienza: da diversi anni Sébastien Guenneau, dell'Istituto Fresnel di Marsiglia, e altri gruppi di ricerca stanno sperimentando tecniche diverse: semplici fori nel terreno, grandi cilindri interrati di cemento, foreste di alberi.

Ciascuna di queste barriere, in qualche modo, è in grado di attenuare o deviare le onde sismiche superficiali (quelle più distruttive per gli edifici). Anche in questo caso non c'è ancora una soluzione definitiva: le strutture necessarie sarebbero esageratamente grandi o straordinariamente distruttivi. E non potrebbero fare molto in caso di terremoti davvero distruttivi.

Ma è un filone promettente che può integrarsi con criteri di costruzione antisismica sempre più efficienti e con previsioni a poco a poco più affidabili.