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SI POSSONO DAVVERO PREVEDERE I TERREMOTI ?
Questo mio articolo era
stato
pubblicato su Radio Rivista del mese di
febbraio 2007. Ho pensato di metterlo anche nel mio sito essendo,
purtroppo, di grande attualità in questi giorni a seguito del forte terremoto
che ha colpito l'Abruzzo.
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Prof. Ezio Mognaschi -
Università di Pavia
IW2GOO |
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Prof. Ezio Mognaschi -
Università di Pavia
IW2GOO |
In data 13 luglio 2006 a seguito di grave
malattia è deceduto il nostro collega Radioamatore e Docente di Fisica
all’Università di Pavia, Prof. Ezio Mognaschi, IW2GOO.
Per onorarne la memoria, d’accordo col nostro
Presidente I4AWX, ho pensato di raccontare ai colleghi come ho avuto la fortuna
di incontrare questo ricercatore e conoscere ciò che stava studiando e
sperimentando sui precursori sismici.
Fino al 2003 non sapevo nulla di lui, quando in
una riunione del CRL a Milano il Presidente I2MUH - Francesco Melloni ed I2RGV
- Giannino Romeo mi pregarono di cercare questo studioso, visto che si trovava
nella mia provincia, per coinvolgerlo in ARI-RE, essi lo avevano incontrato in
una riunione nella sezione ARI di Brescia ma non ne ricordavano né il nome né il
nominativo.
Per la verità, in precedenza, avevo letto un
articolo su RR, scritto da un nostro collega, che riguardava i precursori
sismici ma non avevo approfondito più di tanto l’argomento ritenendolo materia
per esperti.
Con l’aiuto di un amico OM della nostra sezione
di Pavia, suo ex allievo, ho quindi potuto scoprire chi fosse e ricevere un
caloroso invito ad andarlo a visitare nel Laboratorio di Fisica, “A. Volta”
della nostra Università cittadina.
Apro una piccola parentesi: a cavallo tra il 1700
ed il 1800, Alessandro Volta, nativo di Como, ha insegnato Fisica nella
Università di Pavia per 17 anni.
Ezio, IW2GOO, si interessava dei
precursori sismici, studiando quindi il
fenomeno che avviene qualche giorno prima di un terremoto, vale a dire
l’emissione di onde elettromagnetiche di bassissima frequenza nel momento in cui
si verificano delle microfratture nelle rocce provocate dalla compressione fra
le zolle tettoniche.
Studi in tale direzione erano in precedenza stati
compiuti da ricercatori di diversi paesi, questi studiosi però attribuivano il
fenomeno all’effetto piezoelettrico causato dalla compressione delle rocce di
quarzo.
Ezio, invece, era convinto che le rocce non
fossero composte prevalentemente di quarzo ma di altro materiale, e fatti
squadrare perfettamente dei cubetti campione, con l’aiuto di suoi colleghi, fece
eseguire delle prove di compressione ponendo vicino ad esse un piccolo
ricevitore da lui costruito per captarne i segnali nel momento in cui si
verificavano le microfratture. Ezio aveva posto anche uno schermo tra i cubetti
in prova ed il ricevitore per avere la certezza che le emissioni radio
provenissero esattamente dalle microfratture del minerale.
Le prove gli dettero ragione, tutto ciò che lui
aveva previsto era stato dimostrato.
Ezio, persona veramente squisita e modesta, mi
aveva parlato per ben tre ore dei suoi esperimenti, l’argomento era talmente
interessante che non mi rendevo conto del tempo trascorso; alla mia domanda a
che ora lui cenava mi aveva risposto che non c’erano problemi, poteva
trattenersi anche oltre le ore 19 in Laboratorio di Fisica. Era veramente una
persona appassionata dei suoi studi e felice di poterne parlare con gli amici,
mi aveva detto: sono già in contatto con altri OM di La Spezia, Torino, con
studenti e laureati di altre città, mando loro un bollettino aperiodico
“Radioonde” stampato a mie spese e ti inserirò nella lista di distribuzione,
siete in 23 a riceverlo. Ci sono parecchi siti in Internet che parlano delle
mie esperienze, basta cercare il mio nome, sono stati fatti dagli amici coi
quali sono in contatto.
Inoltre aveva voluto donarmi una sua relazione
scritta in inglese e pubblicata dall’Università. Ezio aveva in comune con me
lo stesso anno e mese di nascita, era nato cinque giorni prima e si ricordava
sempre di farmi gli auguri quando si avvicinava la data dei nostri compleanni.
Mi aveva consigliato di parcheggiare l’auto di
fronte al CUS, usando queste parole: di solito vengo in bicicletta, ma quando
piove uso la macchina e lì riesco a trovare un posto.
Inoltre mi aveva promesso di collaborare con il
CRL per creare una rete di stazioni riceventi su tutta la nostra Regione.
Secondo lui le
stazioni riceventi dovevano essere poste tra i 100 ed i 150 km di distanza tra
loro per ottenere un buon monitoraggio di tutto il nostro territorio ed
individuare la macro area nella quale sarebbe avvenuto il sisma.
Dai tracciati di ciò che riceveva costantemente
nella sua stazione installata nel Laboratorio di Fisica, e che nel periodo di
vacanza trasferiva nella sua casa al Brallo sull’Appennino pavese, mi
aveva fatto notare le tracce dei precursori sismici ricevute alcuni giorni prima
del terremoto di Salò (BS).
Dopo la mia visita, ed averne parlato al CRL, i
miei contatti con Ezio erano divenuti costanti via e-mail, mi mandava il
bollettino e sovente mi invitava a fare un’altra bella chiacchierata con lui al
Dipartimento di Fisica.
Purtroppo durante le vacanze del 2005 Ezio mi
aveva scritto che gli avevano asportato un rene e che stava facendo
chemioterapia, ha però continuato il suo insegnamento fino al 5 Maggio 2006
quando fu ricoverato di nuovo in ospedale per un intervento alla colonna
vertebrale. Nonostante il suo stato di immobilità mi scriveva ancora e-mail
dalla Maugeri con l’aiuto di sua figlia e questo fino a poche settimane prima
della sua dipartita.
La mia breve esperienza con Ezio sarà per me un
indelebile e felice ricordo di un caro amico.
Flaviano Moro I2MOV
Di
seguito trascrivo alcuni appunti presi durante la mia visita al Dipartimento e
dai suoi siti Internet.
VISITA AL DIPARTIMENTO DI FISICA – UNIVERSITA’
DI PAVIA – 20-04-2005 ore 16
Prof. Ezio Mognaschi IW2GOO - Dipartimento di Fisica “A. Volta” -
Via A. Bassi, 6 – Pavia
Tra i siti interessanti segnalo:
http://www.vlf.it
Il Prof. Mognaschi compie le sue ricerche relative ai precursori
sismici sulle frequenze che vanno da 10-2 a 5 Hz; in precedenza
stava su frequenze più alte ma c’erano più disturbi dovuti alle risonanze di Schumann.
Il gruppo di Torino e di La Spezia usa frequenze al di sopra dei
50 Hz.
Nel Dipartimento di Fisica il Prof. Mognaschi utilizza un’antenna
costituita da un filo di 2,60 m posto su due isolatori ceramici in verticale
sulla parete del laboratorio che si trova al secondo piano.
Nelle sue esperienze con antenna posta sotto terra nella sua casa
al Brallo ha dovuto ridurne la lunghezza a 60 cm dato che i segnali saturavano
il ricevitore.
Da qui la sua teoria nella quale dimostra che sottoterra circolano onde
elettromagnetiche molto più intense entro un condotto che lascia uscire in
superficie solamente una piccola parte e cioè quella che si presenta con un
angolo verticale.
La parte uscente si propaga raso terra dato che trattasi di
frequenza molto bassa.
Le onde elettromagnetiche relative ai precursori sismici si
possono ricevere anche dalle navicelle spaziali, tra le fasce di Van Allen o al
di sopra della seconda fascia, però questa ricerca è molto più dispendiosa.
Relazione del Prof. Mognaschi:
Sino alla metà degli anni '60 se aveste chiesto ad un
geofisico: "Si possono prevedere i terremoti?" questi avrebbe risposto,
con convinzione, di no . Verso la fine degli anni '60 e negli anni '70 vennero
svolte, in diverse parti del mondo (Giappone, URSS, Cina, USA, Grecia),
approfondite ricerche sui meccanismi geodinamici che portano al manifestarsi dei
sismi e furono anche studiate, con tecniche statistiche, la loro ricorrenza
temporale la loro distribuzione geografica utilizzando anche tutte le possibili
fonti storiche (cronache, iconografia, atti notarili, ecc.)
Una parte dei geofisici cominciò allora ad essere moderatamente ottimista sulla
possibilità di prevedere i terremoti anche sulla base di alcune previsioni
risultate corrette.
Dopo la metà degli anni '80 prevalse di nuovo un certo pessimismo in quanto ci
si rese conto della complessità del problema, dovuta alla grande varietà di
rocce presenti nella crosta terrestre, alla grande varietà di situazioni
possibili anche per un determinato tipo di roccia ed alla conseguente
variabilità di comportamento delle rocce da una situazione all'altra. Le
ricerche, tuttavia, proseguirono e proseguono tuttora in vista dell'importanza
sociale ed economica del problema che contempla almeno i seguenti aspetti:
quello di evitare, per quanto possibile, perdite di vite umane, pericoli per
persone e cose e danni alle cose ed al patrimonio artistico e culturale.
Per quanto sia a tutti evidente l'importanza psicologica e materiale della
previsione dei sismi e delle azioni da intraprendere per prevenire i danni,
questa si trova inevitabilmente contrapposta alla riluttanza di chi governa a
diffondere notizie che possano allarmare le popolazioni. In parole povere chi
governa preferisce di gran lunga che soccomba un certo numero di cittadini e che
vengano arrecati anche ingenti danni materiali da imputare naturalmente alla
fatalità dell'evento calamitoso, danni che verranno poi riparati con il lavoro
ed i sacrifici dei superstiti, piuttosto che dedicare risorse agli studi di
previsione e di prevenzione di fenomeni, tutto sommato, rari e circoscritti e
rischiare, eventualmente, l'impopolarità e la reazione delle popolazioni in caso
di falso allarme.
In generale i sismi tettonici si sviluppano secondo cinque
stadi.
Nel primo stadio, che può durare molti anni,
si ha accumulo
di energia elastica a causa della compressione esercitata dal movimento di
una zolla tettonica rispetto ad un'altra. In questo stadio, in seguito
all'aumento degli sforzi, si ha aumento delle deformazioni e diminuzione del
volume delle rocce. Allorché lo sforzo è divenuto sufficientemente grande,
iniziano a manifestarsi nella roccia delle microfratture, prevalentemente
orientate in modo parallelo all'asse di massima compressione, e, di conseguenza,
aumenta il volume. Questo aumento di volume viene chiamato
dilatanza ed
inizia per uno sforzo pari a circa metà di quello che corrisponde alla rottura.
In questa situazione, che corrisponde al secondo stadio, il volume
libero aumenta ad una velocità maggiore di quella con la quale l'acqua riesce a
riempire i volumi vuoti e le rocce divengono sottosature.
A questo punto l'acqua viene richiamata dalle zone vicine (terzo stadio)
e le rocce divengono
nuovamente sature d'acqua. Poiché, nel frattempo, durante la
dilatanza, lo
sforzo tettonico è aumentato ancora, la pressione nelle fratture sature d'acqua
aumenta sino a che si scatena il terremoto. La dilatanza ritarda quindi il
manifestarsi di un terremoto riducendo la pressione dell'acqua nelle fratture,
ma scatena il terremoto allorquando la pressione dell'acqua viene ripristinata.
Nella seconda e terza fase (che possono durare da qualche ora a parecchi giorni)
si osservano variazioni, spesso di segno opposto,
di alcuni parametri fisici e
di alcune proprietà delle rocce.
Il quarto stadio è il terremoto, mentre
il quinto è rappresentato dall'improvvisa
caduta dell'energia elastica, seguita dalle
cosiddette scosse di assestamento.
Risonanze di Schumann : si
riscontrano sulle frequenze che vanno da 7,8 Hz a 33 Hz , sono risonanze della
cavità ionosferica e si trovano sotto lo strato D; sarebbero dovute ai fulmini
che si abbattono sul nostro pianeta.
Le fasce di Van Allen : pare che ci
sia una zona relativamente tranquilla della ionosfera che è ubicata tra le fasce
di Van Allen; in questa zona o al di sopra della seconda fascia di Van Allen si
trovano le navicelle spaziali; la loro ubicazione è dovuta al fatto che, dentro
le fasce, gli strumenti elettronici potrebbero subire dei danni.
Le Fasce di Van Allen sono una
componente importante della magnetosfera terrestre, quella regione dello spazio
in cui il moto delle particelle cariche del vento solare e della radiazione
cosmica non troppo energetica viene condizionato dal campo magnetico terrestre.
Le fasce sono formate da particelle cariche, per lo più di origine cosmica e
solare, intrappolate nel campo magnetico: sono state scoperte all'inizio
dell'era spaziale, nel 1958, con i rivelatori di particelle posti a bordo dei
satelliti "Explorer 1 e 2" da James Van Allen, da cui hanno preso il nome.
La distribuzione approssimata delle particelle è la seguente (1
Rt = 6378 km, raggio terrestre):
1 - Distanze fra 2.5 e 5.8 Rt: protoni poco energetici (ca. 3 MeV) (15945 ÷
36992 km)
2 - Distanze fra 1.5 e 1.7 Rt: protoni energetici (> 30 MeV) (
9567 ÷ 10842 km)
3 - Distanze fra 3 e 4.3 Rt: elettroni poco energetici (ca. 2 MeV) (19134
÷ 27425 km)
4 - Distanze fra 1.6 e 8.5 Rt: elettroni molto energetici (> 40 MeV) (10204
÷ 54213 km)
La vita media delle particelle nella fascia interna è di circa 10 anni, le
particelle vengono poi perse per cattura atmosferica. Nella fascia esterna
invece, soggetta a forti perturbazioni a causa dei brillamenti solari, la vita
media non ha un valore ben definito.
Addirittura, recentemente la NASA ha individuato l'esistenza di una terza
fascia, poi scomparsa, formatasi durante un periodo caratterizzato da un'elevata
attività solare.
La Terra possiede due fasce di radiazione: una fascia interna,
relativamente compatta, situata ad un'altezza di circa 3000 km e composta
da protoni di alta energia (10-100 MeV), prodotti dagli urti tra i raggi cosmici
e gli atomi dell'atmosfera. Da notare che particelle di tale energia perforano
facilmente le pareti di satelliti e stazioni spaziali: le fasce di Van Allen
sono zone che le imprese spaziali, con o senza uomini a bordo, devono evitare
accuratamente.
Energia.
L'energia degli ioni (protoni) e degli elettroni individuali, che spesso si
muovono ad una frazione non trascurabile della velocità della luce, è tanto
maggiore quanto maggiore è la loro velocità. Energie come questa sono misurate
in elettronvolt (eV): gli elettroni nelle aurore boreali hanno un'energia di
1000 - 15000 eV (o 1- 15 keV); i protoni della fascia interna di circa 50
milioni.
Esiste poi una fascia esterna, una vasta regione costituita da protoni ed
elettroni di energia molto inferiore. A differenza di quanto accade nella fascia
interna, la popolazione fluttua notevolmente (il numero delle particelle non è
costante nel tempo) in funzione dell'attività solare e della stagione. Quando le
tempeste magnetiche trasferiscono dalla magnetosfera alla fascia forti flussi di
particelle, il loro numero cresce per poi diminuire all'estinguersi della
tempesta.
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