2. Ci sono stati precursori prima del terremoto grazie ai quali si poteva prevedere 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.

2.1 Il precursore radon
Per quanto riguarda il radon come precursore, un ottimo sunto della situazione è stato recentemente pubblicato dall’autorevole rivista SCIENCE in data 17 Aprile 2009 (News of the week; Earthquake prediction. After the quake, in search of Science - or even a good prediction; http://it.wikipedia.org/wiki/Giampaolo_Giuliani#L.27intervento_di_Science).
In sintesi, la difficoltà maggiore nel valutare le affermazioni fatte sulle emissioni del radon come precursore al terremoto del 6 Aprile sta nel fatto che non esiste nessun articolo scientifico in cui viene descritta anche sommariamente la metodologia usata e vengono presentati i dati. Gli unici due documenti disponibili sono il brevetto dello strumento e una cronistoria dell’intera vicenda (http://www.chiocciolandia.it/index2.php?option=com_docman&;task=doc_view&gid=2&Itemid=38)
Senza entrare nel dettaglio della lettura di questa cronistoria si possono fare alcune considerazioni riassuntive:
  • La correlazione statistica tra il radon e i terremoti come riportata nei grafici non esiste.
  • Non c'è nessuna indicazione su come si stima l'epicentro e la magnitudo del terremoto. Questo punto è molto importante poiché ha poco senso prevedere terremoti piccoli.
  • La cronistoria riporta molte affermazioni "forti", come quella relativa ad un esperimento di previsione dei terremoti giudicato come "riuscito perfettamente". Purtroppo, non c'è nessun dato o grafico che giustifichi questo entusiasmo.
  • Nei documenti non c'è mai nessun grafico che mostri la variabilità dei picchi in un intervallo di tempo significativo (vengono mostrati dati solo per pochi giorni scelti ad hoc). L'impressione che si ricava dai pochi dati disponibili è che la stragrande maggioranza delle variazioni siano compatibili con quelle tipiche di un processo casuale di Poisson (che caratterizza i decadimenti radioattivi).
  • Dal punto di vista pratico, se si volessero utilizzare i picchi presenti sui grafici come precursori significherebbe essere quasi sempre in "allarme" (nel grafico riportato in calce al brevetto si vedono più di 15 picchi in un arco temporale di 3 giorni).
  • Come corollario dell'ultima affermazione si può anche dire che, essendo i picchi di radon molto frequenti, molti terremoti saranno anticipati da picchi. Questo però non vuole dire nulla: avviene semplicemente per caso.
  • Sulla base dei documenti presentati non si può certo escludere che il radon possa essere (in futuro) utilizzato come precursore, o che prima del terremoto dell'Aquila ci sia stato effettivamente un picco. Tuttavia si può affermare che, così com'è descritto, il metodo proposto non ha nessun fondamento scientifico.

2.2 Il precursore sismico
Per quanto riguarda la sismicità, esistono modelli che utilizzano tale sismicità pre-evento per delle previsioni "deterministiche". Ad esempio, alcuni modelli interpretano un’accelerazione lineare – ovvero un aumento - della sismicità (o meglio del momento sismico rilasciato) come un precursore di un grande terremoto. A tutt'oggi, comunque, tali modelli non sono in grado di localizzare in anticipo l’epicentro, non forniscono percentuali di “falsi positivi” (o falsi allarmi) e, cosa ancora più importante, non c’è nessuna prova scientifica che confermi la loro capacità di previsione. Per ora, tali modelli possono essere visti solo come in fase molto sperimentale.
Per quanto riguarda una previsione probabilistica, si può affermare in generale che l'occorrenza di un terremoto o di uno sciame sismico aumenta la probabilità di avere un terremoto di grande magnitudo. I modelli più utilizzati in ambito scientifico per calcolare la variazione di probabilità indotta da uno sciame sismico sono chiamati ETAS (Epidemic-Type Afteshock Sequence). In questa relazione, si riportano i risultati ottenuti con il modello ETAS utilizzato tutti i giorni per la previsione probabilistica degli aftershock (quelle che vengono comunemente chiamate “scosse di assestamento”) e calibrato prima dell’occorrenza della scossa principale del 6 Aprile (il mainshock). Senza entrare nei dettagli del modello, si sottolineano alcuni punti di interesse:
  • Il modello si basa sul fatto che ogni terremoto può generare altri terremoti seguendo regole predeterminate. Tale capacità è funzione della magnitudo e decade nello spazio e nel tempo con leggi di potenza (simili al decadimento spaziale co-sismico e la legge temporale di Omori).
  • Il modello stima delle probabilità e non fa delle previsioni "deterministiche".
  • Il modello è usato proficuamente per descrivere le sequenze sismiche di aftershock  (come dice il nome stesso), perché, come mostrato in seguito, attribuisce raramente delle probabilità alte di occorrenza ai mainshock. 
  • Il modello ETAS è uno dei pochissimi modelli che può essere usato in tempo reale per la previsione probabilistica dei terremoti e la sua affidabilità è stata verificata in diverse sequenze sismiche come quella di Landers (California) del 1992 e di Colfiorito (Umbria-Marche) del 1997. E’ utilizzato con successo anche nell’esperimento RELM in California (http://relm.cseptesting.org/).
  • Per ora, vengono generate previsioni probabilistica degli aftershock in tempo reale solo in Italia, California e Nuova Zelanda (tra i paesi ad alta sismicità).

Per quantificare l'aumento di probabilità dovuto allo sciame sismico iniziato a Gennaio 2009, è stata calcolata usando il modello ETAS la probabilità di un terremoto di magnitudo Ml 5.5 o maggiore nell'area epicentrale il giorno prima dell'evento (forecast del 5 Aprile 2009 ore 8:00 AM). Tale stima è riportata in figura 1, con la posizione del mainshock (pallino blu più grande).
 fig1
Figura 1. Numero medio di terremoti con magnitudo 4 o maggiore aspettati per km quadrato dal 5 Aprile ore 8:00 AM al 6 Aprile ore 8:00 AM. Tale numero coincide con la probabilità giornaliera quando i valori sono piccoli. In blu si riporta la sismicità realmente avvenuta in questo intervallo di tempo. Il pallino blu più grande rappresenta l’evento principale con Ml 5.8. Si noti che la probabilità riportata nell’angolo in alto a sinistra è relativa a terremoti di M 4 o più grandi.

In particolare, la probabilità per un terremoto di Ml 5.5 o maggiore per il 6 Aprile in tutta l’area considerata è 10-4 (0.01% se espresso in percentuale). Si può osservare che la probabilità è certamente aumentata rispetto a quanto si poteva stimare in Dicembre prima che lo sciame sismico del 2009 iniziasse, perché ogni terremoto aumenta la probabilità di eventi successivi (sia grandi che piccoli), ma il valore di probabilità per un evento di grande magnitudo rimane molto basso. Questa caratteristica è piuttosto comune per i modelli ETAS ed è la ragione per la quale non sono usati per "prevedere" i terremoti di grande energia, ma piuttosto per descrivere le sequenze di aftershock.
Tornando al caso del terremoto del 6 Aprile in Abruzzo, se calcoliamo la probabilità settimanale si ha 7x10-4, o 0.07% se espresso in percentuale. A scopo di verifica è stato calcolata la stessa probabilità settimanale in altri modi; ad esempio, si sono prima contati gli eventi avvenuti la settimana prima (con Ml 1.5 o più grandi), e poi, da tale tasso di terremoti, si è calcolata la probabilità settimanale di avere un terremoto di magnitudo uguale o maggiore di 5.5 utilizzando la legge di Gutenberg-Richter. In tutti i casi, la probabilità settimanale non supera mai lo 0.4% (era 0.01% prima della crisi di inizio anno). Si rimarca inoltre che tali percentuali sono in linea con quanto ottenuto da altri ricercatori analizzando casi analoghi (sia in Italia che in Giappone, California e Nuova Zelanda).

In pratica, anche se ogni terremoto aumenta la probabilità di avere terremoti di grande energia, la probabilità raggiunta prima del terremoto dell’Aquila era comunque molto bassa.  Ciò significa che, se si interpreta un incremento di sismicità (e conseguentemente di probabilità) paragonabile a quello precedente l’evento principale del 6 Aprile come un segnale “precursore” di un terremoto, possiamo sperare di “prevedere” alcuni eventi di grande energia (NOTA: non tutti i grandi terremoti sono anticipati da sciami sismici), ma ci si deve anche aspettare di osservare CENTINAIA di falsi allarmi. Infatti, se le probabilità settimanali sono dell'ordine di 0.1%, significa che ogni 1000 sciami sismici in media solo uno anticipa di una settimana o meno un grande terremoto.

Come esempio di falso allarme può essere ricordato lo sciame sismico di Bombay Beach in California meridionale (quindi vicino ad aree con alto potenziale sismogenetico), avvenuto in concomitanza con lo sciame dell'Abruzzo. La crisi di Bombay Beach (http://www.scsn.org/2009bombaybeach.html) è iniziata in Gennaio per concludersi con un aumento deciso di sismicità che ha portato ad un evento sismico di M 4.8. Successivamente la sismicità è tornata ai livelli pre-crisi. Ovviamente, i falsi allarmi sono davvero tanti, sia in Italia che nel mondo. Quello di Bombay Beach ha la prerogativa di essere "sincrono" a quello dell'Abruzzo.
Un recente esempio italiano che mostra caratteristiche simili allo sciame aquilano – almeno limitatamente a quello che è successo prima del 6 aprile - è quello del Mugello del Marzo 2008. Dopo circa un centinaio di scosse di magnitudo minori di 3.1, durate circa un mese e mezzo, è avvenuto un terremoto di magnitudo 4.4 (1 Marzo 2008) senza che poi sia seguita una scossa a magnitudo maggiore.
Come considerazione conclusiva, si sottolinea che le stime riportate in questa relazione si basano sul modello ETAS. La scelta è obbligata in quanto non esistono, a tutt'oggi, altri modelli verificati sperimentalmente che stimano quantitativamente l'aumento di probabilità indotto da uno sciame sismico. Si ribadisce ulteriormente che il modello ETAS non fornisce prestazioni soddisfacenti  nella previsione probabilistica dei mainshock e il suo utilizzo principale rimane nella stima delle probabilità di occorrenza degli aftershock. Ciononostante, essendo uno dei pochi modelli che forniscono stime quantitative, queste possono servire da riferimento per future auspicabili quantificazioni più precise.

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