NEWS | La riflettometria laser per studiare l’attività delle faglie sottomarine nel mar Ionio

Un team internazionale di ricercatori prova a monitorare con tecniche avanzate il movimento di faglie nel fondale marino al largo tra Catania e Siracusa

Studiare in maniera del tutto innovativa il movimento di alcune faglie sottomarine riconosciute nel mare antistante Catania e Siracusa. È l’obiettivo della spedizione condotta sulla nave di ricerca oceanografica Pourquoi Pas della flotta francese Ifremer, arrivata nei giorni scorsi in acque territoriali italiane, nell’ambito del progetto Focus (Fiber Optic Cable Use for Seafloor studies of earthquake hazard and deformation), finanziato dalla Comunità europea (ERC Advanced Grant) per un importo di 3,5 milioni di euro.

nave
La nave oceanografica Pourquoi pas ormeggiata nel porto di Toulon (Francia)

A bordo un team di ricercatori esperti nel campo della geologia dei terremoti e della geofisica marina provenienti da svariate università ed istituti di ricerca europei, tra cui il dott. Giovanni Barreca, geologo strutturale e collaboratore del Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell’Università di Catania, che curerà gli aspetti legati alla sismo-tettonica delle grandi faglie sottomarine. Le strutture tettoniche che solcano il fondale marino per più di 60 km sono ritenute potenzialmente attive e, dunque, pericolose, poiché capaci di generare terremoti di elevata magnitudo.

mappa del fondale marino
Mappa del fondale marino antistante Catania e Siracusa in cui è visibile la faglia oggetto della spedizione (North Alfeo Fault), la stazione sottomarina TSS connessa a terra tramite la rete cavi EMSO e l’ubicazione delle stazioni geodetiche sottomarine.

La spedizione è coordinata dal dott. Marc-André Gutscher dell’Università della Bretagna Occidentale e vede la partecipazione di importanti istituti di ricerca e aziende internazionali, quali l’Ifremer/CNRS e l’IDIL FiberOptics (Francia), il GEOMAR Helmholtz Research Centre (Germania) e la iXblue di Aberdeen (Scozia), mentre la componente italiana è costituita dal Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell’Università di Catania, dall’INFN-LNS di Catania e dall’INGV di Roma.

L’applicazione di tecniche avanzate per la prima volta alle faglie

«È a tutti gli effetti un monitoraggio strumentale avanzato – spiega il dott. Barreca – che utilizza la riflettometria laser (BOTDRBrillouin Optical Time-Domain Reflectometry), comunemente utilizzata nel monitoraggio di infrastrutture ingegneristiche a terra, quali ponti, dighe e condotte, ma per la prima volta applicata alle faglie in ambiente sottomarino. In sostanza si tratta di far viaggiare in continuo particolari pulsazioni laser lungo un cavo a fibra ottica, che verrà opportunamente posizionato a cavallo delle strutture di faglia. Poiché il raggio laser viene diffratto anche da microscopiche imperfezioni, qualsiasi variazione nel suo percorso produrrà dei picchi di diffrazione caratteristici. Se, dunque, il cavo viene “disturbato”, sarà possibile misurare l’entità del disturbo, con la conseguenza diretta di poter registrare facilmente deformazioni – il muoversi delle faglie – dell’ordine di 50 micrometri per metro (circa 1/3 dello spessore del capello umano) anche a distanza di decine di chilometri».

Giovanni Barreca nella sala controllo
Il Dott. Giovanni Barreca nella sala controllo della nave Pourquoi pas

«Le operazioni in mare dureranno 15 giorni e consisteranno in una preliminare mappatura micro-batimetrica del fondale marino attraversato dalle faglie – continua il dott. Barreca. Sul tratto sottomarino mappato verrà successivamente adagiato il cavo a fibra ottica. Il cavo, lungo 6 km, verrà connesso alla stazione sottomarina denominata TSS (Test Site Sud) posta a circa 25 km a largo di Catania e alla profondità di 2100 metri. La stazione è gestita dall’INFN-LNS nell’ambito della rete di cavi sottomarini per scopi scientifici EMSO (European Multidisciplinary water-column and Seafloor Observatory). La connessione del cavo verrà operata tramite l’utilizzo di Victor 6000, un veicolo sottomarino robotizzato (ROVRemotely Operated Vehicle), che guiderà il cavo dalla nave fino alla profondità stabilità, per poi connetterlo alla stazione di controllo sottomarina. Una volta connesso, la traiettoria dell’impulso laser, che viaggia all’interno del cavo, verrà registrata e analizzata in remoto, al fine di valutare possibili variazioni nel tragitto degli impulsi laser. I movimenti rilevati verranno poi calibrati attraverso l’utilizzo di 8 stazioni geodetiche a trasponder acustico che verranno calati in mare ed adagiati sul fondale marino».

victor 6000
Il robot sottomarino Victor 6000 a bordo della nave Pourquoi pas

«I dati geodetici verranno elaborati dal Laboratoire Geosciences Ocean di Brest (Francia) – prosegue il dott. Barreca. L’obiettivo principale della missione è quello di monitorare nei prossimi 5 anni il movimento lungo una faglia ben conosciuta, la cosiddetta North Alfeo Fault, una profonda spaccatura del fondale marino che si estende in mare da Catania al largo di Siracusa e che, per le sue peculiari espressioni sul fondo del mare, è ritenuta dalla comunità scientifica attiva e capace di generare terremoti energeticamente significativi. L’importanza del progetto FOCUS risiede proprio nel fatto che, grazie all’applicazione della riflettometria laser, si potrà, per la prima volta, valutare quantitativamente e qualitativamente il grado di attività ed il potenziale sismico di queste faglie sottomarine. Ciò assume una notevole importanza per le popolazioni che risiedono in Sicilia orientale, in quanto la storia sismica ed economico-sociale di quest’area è stata fortemente segnata dall’occorrenza di eventi sismici tra i più distruttivi della penisola italiana tra cui il terremoto dell’11 gennaio 1693 di magnitudo 7.4».

cavo a fibra ottica
Il cavo a fibra ottica che verrà posizionato da Victor 6000 sul fondale marino

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