Arriva l'algoritmo che ricostruisce la magnitudo dei terremoti antichi
Un nuovo metodo probabilistico combina tre indizi geologici e quantifica i margini d’incertezza
Ricostruire la forza di un terremoto avvenuto migliaia di anni fa, quando non esistevano sismografi né testimonianze scritte, significa interrogare le cicatrici lasciate nel paesaggio. Fratture del terreno, spostamenti delle faglie e sedimenti diventano così le pagine di un archivio geologico difficile da leggere e, soprattutto, pieno di lacune. A rendere questa lettura più accurata prova ora un nuovo metodo sviluppato da un gruppo di ricercatori dell’Ingv, in collaborazione con la Southern University of Science and Technology di Shenzhen, in Cina. Il sistema integra per la prima volta tre misure fondamentali: il rigetto della faglia, cioè lo spostamento prodotto dal sisma, la lunghezza della rottura in superficie e l’età dell’evento.
Il metodo è stato presentato sulla rivista scientifica Bulletin of the Seismological Society of America. Oltre a fornire una stima della magnitudo, il modello ne indica esplicitamente il margine d’incertezza. Un passaggio decisivo, perché le tracce dei terremoti antichi possono essere incomplete, alterate dall’erosione o cancellate dagli eventi successivi.
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Quando un sisma è abbastanza potente, infatti, può rompere la superficie terrestre. Studiando queste fratture, misurando lo spostamento del terreno e datando i sedimenti coinvolti, i paleosismologi riescono a individuare terremoti storici e preistorici. Trasformare queste osservazioni in un valore attendibile di magnitudo resta però un’operazione complessa, condizionata dalla qualità delle misure e dalla capacità delle tracce di conservarsi nel tempo.
Alla base della ricerca c’è PaleoEcA, un nuovo database che raccoglie i dati relativi a 44 paleoterremoti avvenuti nell’Appennino centrale negli ultimi 27 mila anni. «Abbiamo armonizzato decenni di indagini paleosismologiche, associando a ogni misura la sua incertezza», spiega Deborah Di Naccio, ricercatrice dell’Ingv e prima autrice dello studio. «Senza questa trasparenza, qualsiasi elaborazione successiva rischia di produrre magnitudo solo apparentemente precise».
I dati sono stati analizzati attraverso PaleoBAYES, un software open source basato sull’inferenza bayesiana, un metodo statistico che permette di combinare informazioni differenti e aggiornarne progressivamente l’attendibilità. Il programma considera non soltanto gli errori delle osservazioni, ma anche la probabilità che una traccia geologica si sia conservata e la distribuzione reale dei terremoti in base alla loro intensità.
«Una traccia più antica ha maggiori probabilità di essere stata cancellata», osserva Davide Zaccagnino, ricercatore della SUSTech e coautore dell’articolo. Inoltre, secondo la legge di Gutenberg-Richter, i terremoti diventano progressivamente meno frequenti all’aumentare della magnitudo. Il risultato, dunque, non è un singolo numero, ma un intervallo di credibilità: per i 44 eventi analizzati, l’incertezza al 95 per cento è generalmente compresa tra più o meno 0,3 e 0,7 unità di magnitudo.
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Il metodo è stato verificato anche sui terremoti storici per i quali esistono già stime affidabili. Nel caso del sisma del Fucino del 1915, PaleoBAYES restituisce una magnitudo di 6,83, con un’incertezza di 0,13: un valore coerente con le ricostruzioni strumentali e macrosismiche, comprese tra 6,7 e 7. Lo studio mette però in luce soprattutto un limite degli archivi geologici. Nell’Appennino centrale, i terremoti di magnitudo inferiore a circa 6,5 avrebbero infatti possibilità molto ridotte di lasciare tracce capaci di sopravvivere fino a oggi. «Il catalogo paleosismologico campiona quasi esclusivamente la coda estrema della distribuzione, cioè i grandissimi eventi», spiega Michele Carafa, ricercatore dell’Ingv e coautore dello studio. Ignorare questa soglia di completezza, aggiunge, può produrre distorsioni nelle valutazioni della pericolosità sismica. Le cronache custodite nelle faglie, dunque, non raccontano tutta la storia dei terremoti di un territorio, ma soprattutto i suoi capitoli più violenti. PaleoBAYES permette ora di leggere quelle pagine senza nasconderne cancellature e margini d’incertezza, segnando il passaggio da stime apparentemente esatte a ricostruzioni probabilistiche più trasparenti e riproducibili.
