Der letzte Erdbebenschwarm in der jüngeren Vergangenheit, der eine annähernd gleich hohe Anzahl an verspürten Beben auslöste, wurde 2003 im Sertigtal (GR) beobachtet. Innerhalb von 26 Tagen ereigneten sich sechs Beben mit einer Magnitude von 2.5 oder mehr, wobei die zwei grössten eine Magnitude von 3.9 aufwiesen. 1992 ereignete sich zudem in Vaduz (FL) ein deutlich spürbares Beben mit einer Magnitude von 4.7, dem in den kommenden sieben Tagen sechs Beben mit Magnituden von 2.5 oder mehr folgten. Weiter zurück in der Vergangenheit und deutlich stärker und aktiver war der Erdbebenschwarm, der zwischen Februar und Mai 1964 im Raum Sarnen zu über 50 verspürten Beben geführt hat. Das grösste ereignete sich am 3. März 1964 und richtete mit einer Magnitude von 5.3 beträchtliche Gebäudeschäden an. Der Blick in die Vergangenheit belegt, dass 16 verspürte Beben innerhalb von zehn Tagen dennoch vergleichsweise selten auftreten.

Im Durschnitt hat sich seit Beginn des Schwarms alle 43 Minuten ein Beben ereignet. Die Aktivität ist dabei nicht gleichmässig verteilt, es wechseln sich Phasen gesteigerter Aktivität mit eher ruhigen Perioden. Dies ist auf der Grafik oberhalb deutlich zu erkennen. Sie zeigt, wie sich die Bebenaktivität über die Zeit entwickelt hat. Dabei scheint es, als ereignen sich vor allem nachts mehr kleine Beben. Das ist nicht der Fall, aber aufgrund des geringeren Umgebungslärms (z. B. Strassenverkehr) können nachts mehr kleine Beben aufgezeichnet werden. Die Abbildung umfasst einerseits die über 300 Beben (rot umrandet), die mittels der standardmässigen Auswertung der aufgezeichneten Daten eindeutig bestimmt werden konnten. Anderseits sind weitere, sehr kleine Ereignisse abgebildet. Diese konnten nachträglich durch einen systematischen Vergleich der Wellenformen ermittelt werden, jene der kleinen Beben weisen ähnliche Muster auf wie die der standardmässig aufgezeichneten. Die dazu angewendete Methode des «template-matching» wird derzeit am SED erforscht und weiterentwickelt. Sie ermöglicht, solche Sequenzen noch besser zu verstehen.

Als mögliche Ursache für solche Schwärme werden oft Änderungen der lokalen Spannungsverhältnisse im Gestein diskutiert, die beispielsweise durch Umlagerungen und Bewegungen von Fluiden (z. B. Wasser) hervorgerufen werden können. Ob solche Prozesse auch im gegenwärtigen Schwarm eine grössere Rolle spielen ist Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten am SED.

Erdbebenschwarm in bekannter Störzone

Der Erdbebenschwarm liegt in einem seismisch sehr aktiven Gebiet, das nördlich von Sion zwischen dem Diablerets und dem Wildhorn verläuft. Auf der Abbildung ist deutlich zu sehen, dass sich die Bebenaktivität bereits in der Vergangenheit auf ein ähnliches Gebiet konzentrierte. Die grauen Kreise zeigen die Beben, welche seit 1984 instrumentell erfasst wurden. Der aktuelle Erdbebenschwarm, gekennzeichnet durch die roten Kreise, liegt in der Mitte dieser Aktivitätszone. Unweit davon liegen die Epizentren einiger grösseren historischen Beben (blaue Sterne). Der Erdbebenschwarm vom November 2019 ereignet sich demnach in einem Gebiet, dass historisch für seine seismische Aktivität bekannt ist und wo auch künftig mit zahlreichen kleinen und vereinzelt grösseren Beben zu rechnen ist. Wie genau sich die seismische Aktivität in diesem Gebiet entwickelt, lässt sich jedoch nicht vorhersagen.

Weshalb bebt es in diesem Gebiet?

Das Wallis ist, im Vergleich zu anderen Gebieten der Schweiz, durch eine erhöhte Verformung des Untergrunds (Deformation) gekennzeichnet. Diese äussert sich sowohl in Form einer vertikalen Hebung als auch in einer horizontalen Deformation und hängt mit den gebirgsbildenden Prozessen der Alpen zusammen. Aus geologischer Sicht stellt die Rhone-Simplon Verwerfung eine der wichtigsten Störzonen in der Region dar. Sie verläuft im Bereich von Sion entlang des Nordrandes des Rhonetals. Die Seismizität im Bereich der helvetischen Decken nördlich des Rhonetals steht daher wahrscheinlich in Zusammenhang mit den Deformationsprozessen entlang der Rhone-Simplon Verwerfung, aber eventuell auch mit den tiefer liegenden Hebungsprozessen im Bereich des Aar Massivs und des Aiguilles Rouge/Mont Blanc Massivs. Ein verbessertes Verständnis dieser tektonischen Prozesse und ihrer Auswirkungen auf die heutige Seismizität sind Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten beim SED.

Welchen Einfluss haben die tektonischen Untergründe der helvetischen und penninischen Decken?

Die Rhone-Simplon Verwerfung verläuft entlang der Grenze zwischen der helvetischen und der penninischen Decken im Bereich von Sion. Beide tektonisch Einheiten weisen sehr unterschiedliche Bruchmechanismen auf, was auf unterschiedliche tektonische Spannungsregime hinweist. Die seismisch aktive Struktur nördlich des Rhonetals, die den aktuellen Schwarm beinhaltet, «wurzelt» nach derzeitigem Kenntnistand vermutlich im oberen kristallinen Grundgebirge, reicht aber bis in die darüberlegenden Sedimente der helvetischen Decken. Die vorläufigen Ergebnisse der seismischen Auswertungen zeigen, dass der Erdbebenschwarm im Übergangsbereich zwischen Grundgebirge und Sedimenten in ca. 4 bis 5 km Tiefe liegt.

Was hat es mit den einzelnen Bruchsystemen auf sich?

In der Karte sind die verschiedenen Bruchsysteme durch die dunkelroten bis orangen Linien gekennzeichnet. In den helvetischen Decken sind Bruchsysteme unterschiedlicher Orientierungen im Bereich des Sanetschpasses geologisch kartiert. Allerdings ist der Zusammenhang der Brüche an der Oberfläche mit den heutigen Erdbeben in der Tiefe unklar. Erste Ergebnisse in Bezug auf die Bruchorientierungen im aktuellen Schwarm zeigen teilweise Übereinstimmungen mit den Bruchsystemen an der Oberfläche (es scheinen vor allem die WNW/W und WSW streichende Brüche aktiv zu sein, siehe Kartenlegende). Der Zusammenhang zwischen geologisch kartierten Brüchen und heutigen Erdbeben ist ebenfalls Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten beim SED. Dass die Bruchsysteme so deutlich zu erkennen sind, ist dem dichten seismischen Netzwerk in der Region zu verdanken sowie neusten Analysemethoden.  

Das seismische Messnetz des SED ist in der betroffenen Region sehr dicht und ermöglicht bereits kleinste Beben zuverlässig aufzuzeichnen. Aus diesem Grund besteht in diesem Fall kein Bedarf, das Messnetz durch weitere, temporäre Nachbenenstationen zu verdichten. Die Seismologinnen und Seismologen des SED sind aktuell mit der manuellen Auswertung und wissenschaftlichen Aufarbeitung der bisher aufgetreten Erdbeben beschäftigt. Aufgrund der grossen Anzahl an Beben wird die detaillierte Analyse noch etwas Zeit beanspruchen und erst in einigen Tagen vorliegen. Informationen und Erläuterungen zu aktuellen Beben publiziert der SED weiterhin regelmässig an dieser Stelle.

Obwohl sich die seismische Aktivität in den letzten zwölf Stunden deutlich verringert hat, ist es nicht klar, wie sich die Erdbebenaktivität entwickeln wird. Es ist somit immer noch möglich - wenn auch zunehmend weniger wahrscheinlich – dass weitere, noch stärkere Beben auftreten werden.

Il Vallese è la regione svizzera sismicamente più attiva. I terremoti di questi giorni si sono verificati in una delle più note zone di attività che si estende a sud del massiccio del Diablerets e del Wildhorn parallelamente alla valle della Rodano. L’ultimo evento percepito in quest’area risale al 14 gennaio 2018 ma quasi ogni settimana si osservano piccoli terremoti rilevabili dagli strumenti. In Svizzera l’ultimo terremoto distruttivo, di magnitudo 5.8, risale al 25 gennaio 1946; anch’esso si verificò nella zona del Wildhorn causando danni agli edifici di un’ampia zona.

La CTBTO è un’organizzazione internazionale con sede a Vienna che ha il compito di vigilare sul rispetto del trattato di bando dei test nucleari. La convinzione che il rispetto del trattato potesse essere sorvegliato in maniera affidabile è stata un aspetto decisivo per il raggiungimento dell’accordo. In occasione della conferenza ONU di Ginevra sul disarmo, diplomatici e scienziati hanno pertanto discusso intensamente su come dovesse essere organizzato un tale sistema di monitoraggio, accordandosi su una rete globale di stazioni di misurazione sismiche ad alta sensibilità, idroacustiche, a infrasuoni e radionuclidiche, tutte collegate con un centro dati comune. In collaborazione con gli Stati membri, la CTBTO ha ricevuto il compito di allestire e gestire tale sistema di monitoraggio già prima dell’entrata in vigore del trattato.

Di questa rete di monitoraggio fa parte anche la stazione sismica «DAVOX», di cui si occupa – su incarico del Dipartimento federale dell’interno e del Dipartimento federale degli affari esteri – il Servizio Sismico Svizzero (SED) con sede all’ETH di Zurigo. La stazione è installata nei dintorni di Davos in una sede isolata e tranquilla dal punto di vista sismico. In caso di sospetta violazione del trattato, il SED mette immediatamente a disposizione della CTBTO i dati rilevati. La stazione DAVOX ha registrato tutti i sei presunti test con armi nucleari svolti dalla Corea del Nord, l’ultimo dei quali risale al 2017. Affinché i segnali delle esplosioni nordcoreane raggiungano la stazione DAVOX sotto forma di onde sismiche ci vogliono circa 12 minuti. Per distinguere un test nucleare da un’esplosione convenzionale sono tuttavia necessarie anche le altre componenti del sistema di monitoraggio, in particolare le stazioni radionuclidiche. Oltre al monitoraggio sismico, il SED partecipa attivamente ai gruppi di lavoro della CTBTO deputati a disciplinare lo scambio dei dati, i perfezionamenti tecnici o gli aspetti dei controlli qualitativi.

In occasione del ventennale della ratifica del trattato di bando dei test nucleari da parte della Svizzera e al fine di rafforzare la consapevolezza rispetto alla CTBTO e al suo importante ruolo nell’ottica della sicurezza globale, il suo segretario esecutivo Lassina Zerbo farà visita alla Svizzera. Il 4 novembre 2019 terrà una conferenza dal titolo «Science meets Diplomacy and World Security - the case of the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty» presso l’Audimax dell’ETH di Zurigo. L’evento pubblico inizierà alle ore 17.30. La partecipazione è gratuita. Per favore registratevi qui.

Dal 20 ottobre al 5 novembre, presso il museo focusTerra sarà possibile visitare una piccola mostra sulla CTBTO e sul contributo svizzero al monitoraggio del trattato di bando dei test nucleari.

Die letzten spürbaren Beben im Gebiet um Vaduz wurden am 17. Januar 2009 mit einer Magnitude von 3.0 und am 2. Februar 2009 mit einer Magnitude von 2.9, in einer ähnlich geringen Tiefe wie das Beben von Mittwochnacht, registriert.

Partendo dai dati disponibili delle scosse, gli autori dello studio hanno sviluppato un metodo con il quale è possibile stabilire se una sequenza sismica ha maggiori probabilità di smorzarsi oppure se essa verrà seguita da scosse ancora più forti. Il parametro principale che hanno studiato è stato il cosiddetto «valore b», che indica il rapporto tra l’intensità e il numero delle scosse. Dagli esperimenti svolti in laboratorio si sa che questo valore indica indirettamente lo stato di tensione della crosta terrestre. Nelle regioni attive dal punto di vista sismico, di norma questo valore è vicino a 1. Ciò significa che qui si verificano 10 volte più scosse di magnitudo 3 di quelle di magnitudo 4 o superiore.

I ricercatori hanno ora dimostrato che il valore b varia sistematicamente nel corso di una sequenza sismica. A tal fine hanno analizzato i dati di 58 sequenze sismiche, sviluppando un sistema semaforico che segnala come queste sono destinate a evolversi. Quando il valore b diminuisce del 10% o più, il semaforo diventa rosso. Ciò significa che la probabilità che si verifichi una scossa ancora più forte è molto alta. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, il valore b aumenta del 10% o più, cosicché il semaforo diventa verde e fa cessare l’allarme. In questi casi si prevede una tipica sequenza di scosse di assestamento che si smorzerà con il passare del tempo. Partendo dagli insiemi di dati analizzati, questa evoluzione è stata riscontrata nell’80% delle sequenze. Il semaforo diventa giallo quando la diminuzione o l’aumento sono inferiori al 10% e quindi non è chiaro come si evolverà l’evento.

Il sistema semaforico ha dimostrato la sua affidabilità nel 95% dei casi analizzati: la variazione osservata del valore b ha indicato lo sviluppo di una sequenza, ossia il successivo verificarsi o meno di una scossa più intensa. Prima che un simile sistema possa però essere impiegato per proteggere la popolazione saranno ad ogni modo assolutamente necessarie altre verifiche con ulteriori insiemi di dati. Per un’applicazione efficace sarebbe inoltre necessaria una rete sismica più fitta con maggiori capacità di elaborazione dei dati. Queste ultime non sono tuttavia ancora disponibili in molte delle regioni che potrebbero beneficiare di un simile sistema semaforico.

Nature articolo Real-time discrimination of earthquake foreshocks and aftershocks

La procedura di allarme in ShakeAlert si basa su due algoritmi: EPIC e FinDer. EPIC calcola l’ipocentro e la magnitudo del terremoto. Tuttavia, in presenza di forti terremoti (magnitudo 6 e superiore) la zona della frattura si estende solitamente lungo diverse decine se non addirittura centinaia di chilometri lungo una faglia. Per questo motivo, ShakeAlert utilizza un secondo algoritmo – FinDer – che calcola in tempo reale la propagazione della frattura. Questo calcolo è determinante per poter prevedere con la maggiore precisione possibile i movimenti del sottosuolo.

FinDer è stato sviluppato da Maren Böse, scienziata presso il Servizio Sismico Svizzero (SED) con sede all’ETH di Zurigo. Con l’aiuto dei finanziamenti ottenuti, studierà ora insieme all’USGS e al California Institute of Technology (Caltech) come rendere FinDer ancora più efficiente e affidabile. La sua ricerca si concentrerà in particolare sui movimenti forti del suolo lungo la faglia di Sant’Andrea e la zona di subduzione della Cascadia, che vantano un enorme potenziale distruttivo.

I sistemi di preallarme terremoti come ShakeAlert non sono in grado di prevenire i terremoti. Essi segnalano che un terremoto è iniziato e allertano la popolazione prima che le onde sismiche raggiungano un determinato luogo. Ciò offre alla popolazione secondi preziosi per prepararsi ed evitare così potenziali danni e lesioni. I sistemi di preallarme terremoti possono anche far scattare azioni automatiche, come ad es. arrestare un treno in corsa o bloccare gli ascensori.

Per saperne di più sui sistemi di preallarme terremoti e sull'algoritmo FinDer.

Per saperne di più su ShakeAlert.

Figura: La propagazione – stimata da FinDer – della frattura del terremoto di magnitudo 7.1 a Ridgecrest (California) il 6 luglio 2019.

Ce mois dernier, le Service Sismologique Suisse a enregistré deux faibles secousses dans la région de l’épicentre. Le dernier séisme ressenti dans la région de Vissoie s’est produit il y a plus de 15 ans, le 20 mars 2002. Il avait une magnitude de 2.9. Comme au nord de la vallée du Rhône, une zone sismique s’étend, parallèle à la vallée, à une distance de 10 km environ de l’axe de la vallée du Rhône. Elle est cependant moins bien circonscrite et moins active que celle située au nord de la vallée du Rhône. En comparaison, très peu de séismes se produisent sous la vallée du Rhône elle-même.

Toutes les secousses se sont produites à des profondeurs de 4 à 5 km, ce qui est inhabituellement proche de la surface pour cette région. A l’exception d’une petite séquence de séismes à des profondeurs entre 5 et 7 km près de Singen (D) en 2016, les tremblements de terre s’y produisent en effet entre 10 et 25 km de profondeur. La profondeur d’un séisme a une influence sur ses effets en surface. Les séismes peu profonds sont ressentis localement plus intensément. Dans de très rares cas, ils peuvent en outre entraîner de légers dégâts à partir d’une magnitude de 3.5, alors que normalement ces dégâts ne se produisent que pour des secousses de magnitude 4.5, qui libèrent 30 fois plus d’énergie, ou plus. Les séismes plus profonds sont ressentis moins fortement près de l’épicentre, mais dans une zone plus étendue. Un autre facteur qui impacte fortement le ressenti d’un séisme est la nature locale du sol. Sur des sols sédimentaires meubles proches des rivières et des lacs, les ondes sismiques sont amplifiées fortement par rapport à des sols durs, sur le rocher.

La séquence de séismes qui s’est produite dans la nuit du 29 au 30 juillet 2019 n’a rien d’inhabituel ; elle représente même, avec sa suite de précurseur, secousse principale et répliques, un cas d’école. Cependant, on ne peut prévoir son évolution future. D’autres tremblements de terre sont possibles dans la région dans les heures et les jours qui viennent, certains pouvant être assez forts pour être ressentis. Des séismes aussi forts ou même plus forts que la secousse principale sont certes improbables, mais pas complètement exclus.

Des séismes de magnitude entre 3.5 et 4.0 se produisent en moyenne une à cinq fois par an en Suisse et dans les territoires limitrophes.    

Riuscire a prevedere grandi movimenti di masse non è un compito facile. Gli indizi di un imminente evento sono difficili da misurare, i processi fisici scatenanti ancora poco noti e le aree interessate accessibili solo con difficoltà. Nelle valli apine isolate è già difficile stabilire se un evento si è effettivamente verificato. La copertura spaziale e temporale fornita dai metodi di monitoraggio esistenti (ad es. satelliti o strumenti geodetici) non è sufficiente a tale scopo. Le locali reti sismiche di misurazione offrono un’alternativa finora poco sfruttata. Lave torrentizie, cadute di massi o frane provocano infatti movimenti del terreno. A seconda dell’entità dell’evento, le stazioni sismiche sono in grado di rilevarli a distanza di più chilometri e in rari casi addirittura a distanza di diverse migliaia di chilometri. Rendendo la rete sismica più capillare a livello locale e garantendo una veloce trasmissione dei dati, è possibile monitorare meglio le aree a rischio e probabilmente diramare allerte in caso di pericolosi movimenti di masse. Dal 2017 il Servizio Sismico Svizzero gestisce una rete di questo tipo con strumenti di misura supplementari per le ricerche nell’Illgraben. In futuro, le conoscenze acquisite contribuiranno a monitorare e a prevedere meglio e con più affidabilità i movimenti di masse.

Ulteriori informazioni: Prof. Dr. Fabian Walter, VAW ETH Zurigo.

In den vergangenen Jahren haben sich in diesem Gebiet wiederholt oberflächennahe Beben oder Erdbebenschwärme ereignet, von denen die stärksten leicht verspürt wurden. Am 22. Dezember 2016 haben sich zum Beispiel in der Nähe des Ortes Novel zwei Erdbeben der Magnituden 3.0 und 3.4 innerhalb von 26 Minuten ereignet, die ebenfalls im Gebiet des Genfersees und im Rhonetal verspürt wurden. Damals haben sich innerhalb von zwei Wochen 13 weitere Erdbeben mit Magnituden zwischen 1.0 und 2.9 ereignet.

Das heutige Beben war damit das stärkste bisher. Mit Nachbeben ist in den nächsten Tagen und Wochen zu rechnen. Gleich starke oder gar stärkere Beben sind unwahrscheinlich, können aber nicht ausgeschlossen werden.   

Der Erdbebendienst wird in der Region im Laufe des Tages noch zwei weitere Messstationen installieren um die Nachbeben genauer zu beobachten.

Per giungere a questa conclusione, la commissione di esperti ha studiato le condizioni di tensione tettonica, la geologia locale, la sismicità indotta, i dati delle trivellazioni così come quelli delle stimolazioni idrauliche. Il progetto di Pohang prevedeva la costruzione di uno scambiatore di calore a una profondità di 4 - 5 chilometri nel substrato roccioso cristallino. Un simile progetto di geotermia era stato avviato anche a Basilea nel 2006. A tal fine viene iniettato un liquido ad alta pressione nel sottosuolo che, come previsto, provoca numerose piccole scosse. A Pohang queste iniezioni hanno causato, all’insaputa del gestore, frequenti terremoti su una faglia di grandi dimensioni sino ad allora sconosciuta. Questa faglia tettonica, che apparentemente era già precaricata, ha quindi subito una destabilizzazione fino a provocare il terremoto di magnitudo 5.5. Ora che il nesso causale è stato stabilito, la commissione di esperti si interroga su quali insegnamenti si possano trarre da questo evento.

La commissione di esperti ha valutato negativamente il progetto: a posteriori sono infatti state riscontrate omissioni in tutte le sue fasi. Prima dell’inizio dei lavori, le analisi geologiche avevano messo in evidenza che determinate fratture erano precaricate in modo critico. A causa della vicinanza del progetto a una città di medie dimensioni con importante porto industriale, questa situazione avrebbe dovuto portare a una correzione dell’analisi dei rischi. Successivamente sono iniziate le prime stimolazioni nel foro di trivellazione PX-2. Dai report geologici è emerso che grandi quantità del liquido iniettato venivano disperse. Una situazione inusuale che fa supporre che il foro di trivellazione attraversasse una zona di disturbo di grandi dimensioni: un ulteriore campanello di allarme. La fuoriuscita del liquido ha aumentato localmente la pressione sulla faglia, causando già in anticipo numerosi piccoli terremoti. Questa elevata sismicità indotta è stata tuttavia analizzata solo dopo la scossa di magnitudo 5.5.

La commissione si è occupata anche dei due mesi che sono trascorsi tra gli ultimi lavori di stimolazione e il terremoto catastrofico. Questi due mesi sono sempre stati citati come indizio del fatto che non c’era nessun nesso tra il progetto e la scossa. La relazione rimanda tuttavia alle conoscenze maturate da altri progetti, cioè che spesso la sismicità indotta non finisce con la fine delle stimolazioni. Per i progetti futuri la commissione consiglia di elaborare anticipatamente, coinvolgendo le autorità e tutti i principali esperti, una dettagliata analisi dei rischi che dovrà essere costantemente aggiornata. Inoltre, è necessario allestire un affidabile sistema di monitoraggio in tempo reale, verificare costantemente ed eventualmente correggere i processi e la strategia d’iniezione, nonché stabilire per iscritto e comunicare tutte le misure volte a ridurre i rischi.

Subito dopo la scossa di Pohang, il Canton Giura ha disposto una revisione dell’analisi dei rischi per il previsto progetto di geotermia petrotermale di Haut-Sorne. Il gestore del progetto, la Geo Energie Suisse AG, ha redatto una perizia che il SED sta ora analizzando per conto del Cantone sulla base di tutti i fatti emersi a Pohang. Il SED partecipa inoltre ai lavori di ricerca nell’«Bedretto Underground Laboratory for Geoenergies», dove il PF di Zurigo studia insieme a partner nazionali e internazionali se esistono tecniche e procedure che consentano di utilizzare il calore terrestre in modo sicuro, efficiente e duraturo.

Articolo scientifico «Managing injection-induced seismic risk» (in inglese)

Relazione della commissione (in coreano e inglese)

Articolo scientifico «The November 2017 Mw 5.5 Pohang earthquake: A possible case of induced seismicity in South Korea» (in inglese)

L’acqua viene sparata a un’altezza di 35 metri mediante dodici ugelli. Questi ultimi sono divisi in quattro gruppi, ciascuno dei quali rappresenta l’accelerazione, la velocità e il percorso del segnale trasmesso. Questi tre parametri sono anche la base delle analisi sismiche.

L’Aquaretum è un dono del Zurich Insurance Group agli abitanti e ai visitatori di Zurigo realizzato con il supporto della Fischer Architekten, dell’artista del suono Andres Bosshard e del Metallatelier.

Tre altri segnali di origine probabilmente sismica si sono avuti il 14 marzo, il 10 e l’11 aprile 2019. Per il team InSight tali segnali sono più ambigui rispetto a quello del 6 aprile, ma non sembrano essere chiaramente associati a perturbazioni atmosferiche o ad altre fonti di rumore note. Essendo di minore entità rispetto all’evento del 6 aprile, sono stati rilevati solo dai sensori a banda larga più sensibili. Il team continuerà a studiare questi eventi per provare a determinarne l’origine.

Sulla base dei primi rilevamenti, gli episodi sismici su Marte sembrano essere diversi da quelli sulla Terra. Considerata l’estensione e la ragguardevole durata, sono più simili alle scosse rilevate sulla Luna dal programma Apollo. Mentre sulla Terra i sismi sono prodotti dallo spostamento delle placche tettoniche, sulla Luna il fenomeno è dovuto al suo raffreddamento e contrazione. I processi corrispondenti su Marte non sono stati ancora compresi a fondo. In ogni caso si ha un accumulo di tensione nel tempo fino a quando la stessa non è sufficiente a produrre una rottura della crosta. I diversi materiali possono modificare la velocità di propagazione delle onde sismiche oppure rifletterle: ciò consente agli scienziati di sfruttare proprio tali onde per studiare l’interno del pianeta ed elaborare un modello della sua formazione. Gli eventi registrati finora sono troppo limitati per fornire dati utili sulla struttura profonda del pianeta rosso. Ciononostante, segnano una tappa fondamentale della missione InSight, confermando l’efficienza dell’elaborazione dei dati e delle capacità di analisi, frutto del lavoro di sviluppo presso l'ETH di Zurigo.

Nonostante il numero molto alto di trivellazioni in profondità presenti in tutto il mondo, la quantità di dati sui terremoti da esse causati è piuttosto scarsa. Ciò è dovuto da un lato al fatto che la probabilità che si verifichino tali scosse è molto bassa e, dall’altro, alla circostanza che molte trivellazioni in profondità sono state fatte in zone inabitate. Le scosse che avrebbero potuto essere percepite non sono quindi state avvertite né segnalate dalla popolazione. Inoltre, in molte località queste trivellazioni non erano e non sono tuttora controllate dal punto di vista sismico. Ciò rende impossibile rilevare in modo affidabile questi microterremoti indotti. In Svizzera sono state ad es. documentate alcune microscosse che si sono verificate durante la cementificazione del foro di trivellazione per il progetto di geotermia di Basilea. Il più intenso ha raggiunto una magnitudo di 0.7, rilasciando così 500 volte meno energia di quella di una scossa di magnitudo pari a 2.5. Questa è l’intensità a partire dalla quale solitamente le scosse possono essere avvertite.

Dal punto di vista fisico, le cause per le quali in alcuni casi le trivellazioni profonde causano un terremoto sono ben note: in alcuni punti le trivellazioni profonde causano locali variazioni di tensione e pressione interstiziale nella roccia, che in alcuni casi sono in grado di riattivare una superficie di frattura tettonica precaricata che si trova nelle vicinanze e quindi provocare un terremoto. Tuttavia, di norma simili variazioni di tensione si verificano solo in presenza delle seguenti due condizioni: prima di tutto, quando viene trivellata una roccia in cui è presente un fluido di strato ad alta pressione. In questo caso il fluido di strato (liquido o gas) può entrare nel foro di trivellazione e causare una sovrappressione nel foro che di norma può essere ridotta in modo controllato. In alternativa, il foro di trivellazione viene sigillato in profondità nel punto interessato. In secondo luogo, quando si incontra uno strato caratterizzato da una permeabilità del fluido molto alta o da una bassa resistenza della roccia. In questi casi è possibile che una parte del fango di perforazione o del cemento si infiltri nella roccia circostante. Il fango di perforazione è necessario per portare in superficie il materiale asportato e per stabilizzare il foro di trivellazione durante l’avanzamento. Al termine di ciascuna sezione di trivellazione, il foro viene rivestito con una tubazione di cemento in modo che rimanga accessibile a lungo termine. Nella maggior parte dei casi, i volumi di roccia interessati dalle variazioni di tensione sono tuttavia piccoli. Di conseguenza, anche la probabilità che venga attivata una frattura precaricata di grandi dimensioni, provocando così un terremoto di magnitudo più alta e potenzialmente avvertibile, è molto bassa.

Per le trivellazioni in profondità semplici (ad es. trivellazioni esplorative), nella propria guida sulla gestione dei terremoti indotti il Servizio Sismico Svizzero (SED) con sede all’ETH di Zurigo non raccomanda normalmente alcun monitoraggio sismico. Per conservare le prove e distinguere meglio la sismicità naturale da quella indotta, può tuttavia rendersi opportuno installare una stazione di rilevamento supplementare nelle vicinanze del sito di trivellazione. Per conto della Società cooperativa nazionale per lo smaltimento delle scorie radioattive (Nagra), attualmente il SED sta ad es. consolidando la propria rete per monitorare le trivellazioni esplorative nella Svizzera nord-orientale.

Le scosse più forti e più ampiamente percepite dalla popolazione svizzera si sono verificate il 17 gennaio e il 1° febbraio 2018 vicino alla frontiera con la valle austriaca Klostertal (Montafon). Entrambi gli episodi hanno raggiunto una magnitudo di 4.1. Con una magnitudo di 3.2, la scossa più forte all’interno del territorio svizzero è stata registrata il 23 agosto vicino al Dents de Morcles nel Vallese. In tale occasione il SED ha ricevuto circa 400 segnalazioni provenienti principalmente dalla valle del Rodano, dove il sottosuolo costituito da sedimenti più soffici ha amplificato particolarmente le scosse. Altri terremoti parzialmente percepiti dalla popolazione si sono verificati il 15 e il 16 maggio vicino a Châtel-St-Denis nel Cantone di Friburgo (magnitudo 3.1 e 2.9), il 3 novembre nel Vallese nei pressi di Martigny (magnitudo 2.9) e il 29 dicembre vicino a Friburgo (magnitudo 2.9). Solo le scosse nella valle austriaca Klostertal hanno causato danni minori come ad es. crepe nelle facciate.

Inoltre, anche lo scorso anno si sono verificati alcuni sciami sismici degni di nota. Si parla di sciami sismici quando si verificano numerose scosse in un arco di tempo piuttosto ampio, senza una chiara successione di scosse che anticipano l’evento principale e repliche che seguono. Particolarmente rilevante è stata la sequenza sismica a est di St. Léonard, vicino a Sion, nel Vallese. Questa sequenza è associata a una faglia che dal 2014 ad oggi ha prodotto una frequente e intensa attività sismica e che fa probabilmente parte del sistema di faglie Rodano-Sempione, che in questa zona sembra suddividersi in vari segmenti. Un’altra sequenza sismica degna di nota si è avuta nella zona di confine tra Italia, Francia e Svizzera nella parte orientale del massiccio del Monte Bianco. In quest’area il SED ha localizzato lo scorso anno circa 100 terremoti con magnitudo compresa tra 0 e 2.2.

Analogamente agli anni precedenti, nel 2018 i terremoti hanno in generale interessato soprattutto il Vallese, i Grigioni e le regioni lungo il fronte alpino. Nonostante questa concentrazione, sul lungo periodo è evidente che nel nostro Paese non esiste nessuna regione esente da terremoti. In Svizzera, paese sismico, si verifica un terremoto di magnitudo 6 o superiore in media ogni 50 a 150 anni.

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Al momento non riusciamo ancora a comprendere completamente i processi fisici e chimici che determinano se e come la CO2 riesce a disperdersi attraverso le fratture. Poco compresi sono anche gli effetti delle iniezioni di CO₂ sulle deformazioni della roccia e sulle interazioni chimiche che possono dare origine ai terremoti. Inoltre, si sa ancora ben poco sulle condizioni specifiche presenti nel sottosuolo svizzero. Tutto questo rende oggi difficile valutare in quale misura l’immagazzinamento sotterraneo della CO₂ qui da noi possa essere o meno un’opzione da prendere in considerazione. Per questi motivi, gli scienziati del Servizio Sismico Svizzero (SED) con sede all’ETH di Zurigo e del SCCER-SoE stanno svolgendo un esperimento in stretta collaborazione con il Department of Mechanical and Process Engineering e l’Istituto di Geofisica del Politecnico federale di Zurigo, così come con Swisstopo e la Scuola politecnica federale di Losanna. L’esperimento, che si svolge nel laboratorio sotterraneo di Mont Terri, fa parte del progetto ELEGANCY finanziato dalla Commissione Europea e dall’Ufficio Federale dell’Energia.

Gli scienziati stanno studiando in che modo la CO₂ è in grado di migrare lungo le fratture, in quali condizioni si verifica la sismicità indotta e come possa essere monitorato al meglio un simile giacimento. A tal fine inietteranno piccole quantità di acqua salata arricchita di CO₂ in un pozzo di piccolo diametro che attraversa una piccola zona fratturata. Per scoprire come la roccia fratturata presente in questa zona di disturbo reagisce alla CO₂, osserveranno la stabilità della roccia e indagheranno in che modo interagiscono tra di loro le deformazioni di taglio, la pressione interstiziale e le linee di scorrimento. Alcuni sensori sismici attivi e passivi monitoreranno le variazioni delle velocità sismiche nei pressi del punto di iniezione e rileveranno possibili microscosse con magnitudo inferiore a zero.

A differenza di un grande progetto operativo di immagazzinamento della CO₂, questo esperimento studia i processi rilevanti solo mediante piccole quantità di acqua salata arricchita di CO₂. Ciononostante, le conoscenze acquisite contribuiranno a comprendere meglio i principali processi che influiscono sui movimenti della CO₂ attraverso le zone di fratturazione. L’esperimento fornirà così anche un importante contributo che ci permetterà di caratterizzare meglio i siti di immagazzinamento. In tutto il mondo sono già in corso circa venti progetti di immagazzinamento di CO₂, ciascuno dei quali ha separato e immagazzinato fino a tre milioni di tonnellate di CO₂ all’anno. Altri progetti sono in programma. Attualmente in Svizzera non è previsto nessun progetto di questo tipo.

www.sintef.no/elegancy/

www.sccer-soe.ch/research/pilots-demos/elegancy/