dott. Angelo De Santis - Pereto

Pereto, 8 Agosto 2009, ore 16:00 

Livello di prevedibilità dei terremoti alla 

luce della recente sequenza sismica 

abruzzese culminata con l’evento del 

6/4/2009 

Angelo De Santis – Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Roma 

– Università G. D’Annunzio, Chieti 

Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia 

desantisag@ingv.it

Quello che dirò … 

1) Previsione 

-Importanza del dato (monitoraggio e database) 

- Previsioni/Predizioni 

- Precursori 

- Una previsione riuscita e molte fallite. 

2) La recente sequenza sismica dell’Aquilano 

Si poteva prevedere? 

Ci ha insegnato/insegna qualcosa in più? 

3) Riflessioni e conclusioni 

Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

Previsione di un terremoto 

Negli ultimi 100 anni, di tutti i morti 

dovuti ai fenomeni naturali (circa 6 

milioni di morti) il 60% è causato dai 

terremoti: 3.6 milioni di morti! 

La previsione dei terremoti è una 

grande sfida scientifica. 


Per prevedere il futuro bisogna ricordare il 

passato e monitorare il presente 

- Rete di Monitoraggio fitta, continuativa e 

centralizzata 

- Database completo e attendibile 

Per cogliere le eventuali anomalie precedenti il 

terremoto, bisogna misurare più parametri e 

utilizzare tecniche avanzate 

- Analisi statistica sistematica, 

multiparametrica e integrata (sistemica) 


La rete di monitoraggio INGV 

e sua possibile estensione in mare e cielo 


GEOSTAR 

Missione satellitare 

SWARM

La Sala Operativa dell’ INGV 


Grandi terremoti in Italia dal 1900 in poi (M>5.5) 

Messina e Reggio Calabria, magnitudo 7.2 - 28 dicembre 1908 

Avezzano e Marsica, magnitudo 7 - 13 gennaio 1915 

Mugello (Firenze), magnitudo 6.9 - 29 giugno 1919 

Garfagnana e Lunigiana, magnitudo 6.5 - 7 settembre 1920 

Vulture, magnitudo 6.7 - 23 luglio 1930 

Belice, magnitudo 6.4 - 15 gennaio 1968 

Friuli, magnitudo 6.4 - 6 maggio 1976 

Irpinia, magnitudo 6.9 - ore 19:28 del 23 novembre 1980 

Livorno e Pisa - Due scosse di magnitudo 5.7 e 5.8 - 24 aprile1984 

Umbria e Marche, magnitudo 6.1 - ore 11:43 del 26 settembre 1997 

Palermo, magnitudo 5.6 - ore 3:21 del 6 settembre 2002 

Molise, San Giuliano di Puglia (CB), magnitudo 5.6 - ore 11:32 del 31 ottobre 2002 

L'Aquila, magnitudo 6.3 - ore 3:32 del 6 aprile 2009 

13 in 101 anni cioè 1 ogni 8 anni circa! 


1- Predizione (prediction): è la capacità di calcolare 

esattamente tempo, località e dimensione di un evento 

atteso (previsione deterministica). Non è possibile. 

2- Previsione (forecasting): è la capacità di calcolare 

probabilisticamente tempo, località e dimensione di un 

evento atteso (previsione probabilistica). E’ possibile. 

3- Allerta precoce (early warning): allerta data dopo 

l’inizio dell’evento e prima della fase distruttiva per 

intraprendere azioni di protezione. E’ possibile. 


Precursori dei terremoti 

I fenomeni più comunemente identificati come possibili 

precursori sono: 

1- attività sismica di energia medio-bassa; 

2- variazione di concentrazione del radon nell’aria o nelle 

acque sotterranee; 

3- emissioni elettro-magnetiche e acustiche; 

4- deformazioni del suolo; 

5- variazioni nelle velocità di propagazione delle onde 

sismiche; 

6- variazioni di portata delle sorgenti e di livello nei pozzi; 

7- comportamento anomalo degli animali. 


Radon: gas nobile radioattivo che si forma per il 

decadimento dell’uranio U 238 

Prima osservazione: 1966 a Tashkent nell’Uzbekistan; 

sensori radon in pozzo; magnitudo 5.3. 

1976, Songan Pingwu (Cina) – anomalie radon poi scossa 

M=7.2; successivamente scosse più forti senza anomalie 

radon. 

Fratturazione della roccia, 

aumento radon. 

Riscaldamento della roccia, 

aumento radon. 

Modello della dilatanza 

(primi anni ‘70). 


Iniziano i guai con le misure continue di radon (Islanda, 

California) a partire dalla seconda metà degli anni ‘70. 

Sulla base di 30 anni di ricerche 

non ci sono conclusioni 

soddisfacenti 

Lavoro USA pubblicato nel 2005: relazioni tra emissioni 

di radon ed eventi sismici non chiare; grado di 

correlazione molto basso; il precursore non consente di 

predire la dimensione dell’evento. 


Cina: una previsione riuscita …ma tanti fallimenti! 

Unico caso spesso citato di 

previsione riuscita è quello del 

4 febbraio 1975 in Cina ad 

Haicheng, circa 200 km ad est 

di Pechino. 

Nel corso del 1974 vennero 

registrate diverse scosse di 

magnitudo intorno a 5.0 e tutte 

localizzate nella regione di 

Haicheng. Nel gennaio 1975 si 

rilevano chiare anomalie nel 

livello dei pozzi e forti 

deformazioni nel suolo. 


Ad un forte aumento di sismicità, 

si fa evacuare la popolazione il 1 

febbraio. La notte tra il 4 e il 5 

febbraio avviene il terremoto con 

M=7.2. Si salvano così 150 mila 

persone da morte sicura.

Pochi mesi dopo, vicino ad Haicheng, nella località di 

Tangshan, avvenne un terremoto di M=7.8 che causò 

circa 300.000 vittime. 

Senza chiari precursori, non fu dato l’allarme: il 

direttore del servizio sismologico cinese fu messo in 

carcere per due anni, anche se, obiettivamente, in 

questo caso sarebbe stato molto difficile poter 

prevedere il terremoto. 

Nello stesso anno, l’ 8 aprile 1976, a Tashkent ci fu un 

terremoto di M=6.2 preceduto anche qui da precursori 

poco chiari e poco utilizzabili. 


Il caso del Giappone: 

altri fallimenti. 

1978: termina con 

risultati deludenti il 

primo progetto sulla 

previsione dei terremoti 

in Giappone iniziato nel 

1968. 

Ma molte risorse di 

questo paese vengono 

ancora dedicate a 

questa ricerca. 


USA: fine anni ’70, California, comincia il progetto 

Parkfield. 

Parkfield: settore della 

faglia di San Andreas con 

terremoti tra loro simili che 

si ripetono circa ogni 30 

anni (periodo di ritorno; 

l’ultimo nel 1966). 

Previsione: tra il 1985 e il 

1999 sarebbe avvenuto 

un terremoto di M=6.0 

con la probabilità del 

90%. Una quasi certezza! 

Il terremoto avviene a 

Parkfield nel 2004 

senza il manifestarsi di 

precursori significativi. 


Alcune leggi di previsione statistica 

Su tutti i terremoti: 

Legge di Gutenberg-Richter (1954) 

Il rateo di occorrenza dei terremoti 

(numero di terremoti in un dato 

intervallo di tempo) in un data regione 

segue una legge esponenziale della 

magnitudo. 

(I terremoti deboli sono più probabili di 

quelli forti). 

Caso per sisma M=6.3 in Italia: 

capita con frazione 0.08/anno, cioè 

uno ogni 12 anni. 


Altre leggi statistiche 

Sulle repliche: 

Legge di Omori (1894): legge di potenza inversa del rateo 

di occorrenza 

delle repliche 

Legge di Båth (1965): 

∆M= M main -maxM after 

≅ 1.2±0.2 

Per l’Aquilano: 

∆M = 1.0 


Fonte: www.ingv.it

“Previsione” del recente 

terremoto nell’Aquilano 

1. Qualcuno ha previsto il terremoto del 6 Aprile 2009 in 

Abruzzo? 

2. Ci sono stati precursori prima del terremoto grazie ai 

quali lo si poteva prevedere? 

3. Cosa sta facendo e cosa ha fatto l’INGV nel campo 

della previsione dei terremoti? 


1. Qualcuno ha previsto il terremoto del 6 Aprile 2009 

in Abruzzo? 

No. Il terremoto dell'Abruzzo non è stato previsto (in 

termini deterministici) da nessuno, né in Italia né in 

nessun altro paese del mondo. L'unica previsione 

(dichiarata e poi smentita da G. Giuliani) si riferiva ad 

un’altra località (Sulmona) distante circa 50 km 

dall’area epicentrale del terremoto del 6 aprile, e ad un 

altro giorno (una settimana prima). 


2. Ci sono stati precursori prima del terremoto grazie 

ai quali si poteva prevedere (in modo deterministico) il 

terremoto? 

La risposta sintetica è no. 

Si è discusso molto di due possibili precursori: 

1) le emissioni di radon, e 2) la sismicità definita da alcuni come 

"anomala" e quindi come un potenziale precursore. 

Non sono stati rilevati precursori “anomali” inequivocabili ma lo 

studio della sequenza abruzzese e di altri dati (per es. magnetici) 

ci permetterà di migliorare le modalità di individuazione della loro 

eventuale presenza. 


3. Cosa sta facendo e cosa ha 

fatto l’INGV nel campo della 

previsione dei terremoti? 

http://zonesismiche.mi.ingv.it/ 


A partire dalla storia sismica di un’area 

si fanno valutazioni di tipo 

probabilistico per la previsione di un 

evento atteso. 

L’Italia (e l’INGV) è all’avanguardia 

in questo settore. 

Mappa di pericolosità sismica. 

Valori di accelerazioni del suolo che 

hanno la probabilità del 10% di essere 

raggiunti nei prossimi 50 anni. 

Colori viola chiaro e scuro: accelerazioni 

massime attese dell’ordine di 0.25-0.30 g 

(misura di unità di accelerazione di gravità).

Il miglior sito italiano sui terremoti & 

il miglior sito mondiale sui terremoti italiani: 

www.ingv.it 

Il portale 

Bollettino sismico italiano: 

Dati sempre disponibili all’esterno 


Altri studi 

Studi della deformazione pre-post sismica da satellite 

(GPS & SAR) 

Tecniche di analisi sofisticate per lo studio di 

Deformazione cumulata & Entropia 

INGV meeting, 

28.04.2009 

Geometry, Energy and Entropy 

of Abruzzo seismic series in 

2008/2009 

De Santis A. 1,2 , Cianchini G. 1 , Qamili E. 1,3 , Frepoli A. 1 

28.04.2009 

Normalised Shannon Entropy 

Given Given a probability distribution p i 

associated 

i with with N possible states, states, 

then then Normalised Shannon Entropy Entropy H is is 

1 N 

H() t =− ∑ pi() t ⋅log pi() 

t 

log 

i= 

1 

N 

i i p i = 0 

def 

p ln p = 0 

∑ p 1 

i i 

= 

Potentiality for some 

level of predictability? 

1 

Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia – Roma (Italy) 

2 

Università G. D’Annunzio, Chieti (Italy) 

3 

Scuola di Dottorato in Scienze Polari,Università degli studi di Siena, Siena (Italy) 

da De Santis et al., in preparazione 


Analisi combinata di più precursori. 

Benjoff strain and em radiation release 

9 days before the main shock 

Un’analisi combinata 

(per es. tra dati 

sismici e magnetici) 

potrebbe portare a 

risultati migliori. 

From Kawada et al., 2007 

Main shock Athens, 7 September 1999, M w =6.0 

da Kawada et al., 2007 


Riflessioni e Conclusioni 

Diceva il grande fisico danese Niels Bohr: 

“Prevedere e’ difficile, 

… specialmente il futuro.” 

Dopo un fatto disastroso (quale è il terremoto) 

parecchi dicono di averlo previsto, molti lo studiano, 

ma veramente pochi lo comprendono. 

La comprensione del fenomeno richiede tempo, 

impegno, risorse e … cautela. 


Messaggio finale 

Il terremoto è un fenomeno complesso che interessa 

molti parametri fisici, chimici diversi con effetti le cui 

ricadute sono di tipo sociale, economico e storico. 

E’ tempo che il suo studio sia inquadrato in una cornice 

più ampia, “geosistemica” in cui il Sistema Terra viene 

visto nel suo insieme, cioè da un punto di vista olistico: 

tutto è connesso e niente avviene senza intaccare il 

resto. Solo un approccio multiparametrico, inter- & 

trans-disciplinare può risultare vincente. 

Senza dimenticare infine l’importanza della 

prevenzione per la mitigazione del rischio! 


Ringraziamenti 

Nessun lavoro può essere realizzato senza il 

contributo di chi ti sta vicino, per cui ringrazio 

alcuni colleghi dell’INGV (G. Cianchini, E. 

Qamili, A. Frepoli, P. Favali, L. Beranzoli) e 

dell’Università di Chieti (P. Signanini, B. Di 

Sabatino, M. Rainone) 

Ringrazio infine gli organizzatori di questo 

convegno e il pubblico che ha avuto la pazienza 

di ascoltarmi fino ad ora.

dott. Angelo De Santis - Pereto

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