I primi segnali emessi da un terremoto consentono di tracciare l'evoluzione della frattura nel tempo e possono essere utilizzati per allertare la popolazione prima dell'arrivo delle onde sismiche. Questo il risultato ottenuto da Raffaele Rea, Simona Colombelli, Luca Elia e Aldo Zollo, del Dipartimento di Fisica 'E. Pacini' dell'Università Federico II, in collaborazione con l'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Osservatorio Vesuviano, in un lavoro dal titolo "Retrospective performance analysis of a ground shaking early warning system for the 2023 Turkey-Syria", recentemente pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Communications Earth & Environment.

Quando accade un terremoto le onde sismiche si sviluppano in profondità e si propagano all'interno della Terra. In pochi secondi le onde raggiungono la superficie producendo effetti devastanti per le persone gli edifici e le infrastrutture. Sebbene non sia possibile prevedere i terremoti, è possibile prevederne l'impatto sul territorio, ed inviare un messaggio di allerta al sito di interesse, in anticipo rispetto all'arrivo delle onde sismiche, potenzialmente distruttive. Così funzionano i sistemi di Early Warning Sismico (Allerta Sismica Immediata), sulle cui applicazioni il gruppo coordinato dal professore Aldo Zollo lavora da diversi anni e si colloca tra i maggiori esperti al mondo. In collaborazione con Reti Ferroviarie Italiane ha sviluppato in Italia il primo prototipo di sistema di early warning sismico per reti ferroviarie ad alta velocità.

Nell'articolo pubblicato su Nature Communications Earth & Environment, gli autori hanno dimostrato la potenzialità e l'efficacia di un sistema di Early Warning Sismico, applicandolo al devastante terremoto di magnitudo 7.8 di febbraio 2023, che ha colpito la regione al confine tra Turchia e Siria. Nel lavoro è stato applicato un metodo avanzato di previsione dello scuotimento del suolo, basato sulla misura delle prime onde P, e capace di predire, durante un terremoto, le aree in cui il moto del suolo supererà una soglia limite di danno potenziale.

La prestazione del sistema è stata valutata attraverso l'analisi retrospettiva di centinaia di accelerogrammi registrati in prossimità della sorgente del terremoto ed acquisiti dalla densa rete gestita dall'agenzia AFAD del Ministero dell'Interno della Turchia. La prima allerta, emessa circa 10 secondi dopo l'origine dell'evento, ha portato al 95% dei siti correttamente allertati, con tempi di preavviso tra 10 e 60 secondi all'interno della zona potenzialmente danneggiata. L'applicazione ha dimostrato che la zona di forte scuotimento prevista dalle onde P può essere rilevata circa 20 secondi dopo l'origine della frattura.

Con il passare del tempo, il sistema delinea accuratamente lo sviluppo della rottura sismica, evidenziandone la propagazione bilaterale (nelle direzioni NE-SW), come inferito dai modelli cinematici della sorgente.

Questi importanti risultati mostrano che i sistemi di Early Warning basati sulle onde P possono fornire allerte tempestive e affidabili, riducendo il rischio di danni significativi e migliorando la sicurezza delle persone nelle aree sismiche.