Precursori elettromagnetici dei sismi ( E.R.Mognaschi )  -  [ Geologia 2000 - http://www.anisn.it/geologia2000 ]

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Precursori elettromagnetici dei sismi

2. Fenomeni precursori

Negli ultimi 30 anni le ricerche hanno messo in evidenza molti fenomeni precursori dei terremoti.
Nel 1969 due ricercatori russi, I. L. Nersesov e A. N. Semonova (1), segnalarono di aver osservato variazioni inconsuete nella velocità di propagazione di onde sismiche poco prima che si scatenassero dei terremoti nella regione di Garm del Tagikistan. Il rapporto v_p/v_s tra la velocità di propagazione delle onde sismiche longitudinali e quella delle onde trasversali diminuisce sino a valori anomalmente bassi, per poi risalire ai valori normali poco prima del sisma. La diminuzione di v_p/v_s è dovuta alla dilatanza delle rocce che divengono sottosature d'acqua; questo riduce fortemente v_p ma ha poco effetto su v_s.

Successivamente i russi annunciarono che, nelle regioni epicentrali dei terremoti che si erano scatenati nelle regioni di Gram, di Tashkent e in Kamciatka, avevano individuato mutamenti sia nella resistività elettrica delle rocce, che comincia a diminuire molte settimane prima di un terremoto, sia nel contenuto di gas rado nelle acque di pozzi profondi.

Sono stati individuati inoltre altri fenomeni precursori che possiamo suddividere in due categorie: quelli di tipo meccanico e quelli di tipo elettromagnetico che elencheremo nell'ordine.

• Il livello dell'acqua nei pozzi e la portata cambia spesso in modo vistoso prima dei terremoti. A volte il livello dell'acqua sale, altre volte scende. Nei pozzi vicini all'epicentro a volte si hanno cambiamenti definitivi.
  
  
• Si osservano cambiamenti nella normale sismicità; uno sciame di piccole scosse viene spesso osservato prima di un grande terremoto.
  
  
• I movimenti della crosta terrestre possono fornire importanti indicazioni in quanto le variazioni della forma della superficie terrestre sono indicatori dell'esistenza di sforzi nella crosta.
  
  
• Poco prima di piccoli terremoti si osservano variazioni di inclinazione della superficie terrestre sia in aumento, sia in diminuzione.
  
  
• L'aumento di gas idrogeno che esce dal terreno in prossimità di una faglia è anch'esso un fenomeno che si osserva prima di un terremoto.
  
  
• Tra i fenomeni di carattere elettrico, magnetico od elettromagnetico che precedono i terremoti si possono annoverare i seguenti:
  • Il campo magnetico terrestre può mostrare cambiamenti localizzati dovuti a sforzi nelle rocce ed a movimenti nella crosta.
  • Le variazioni delle correnti elettriche naturali e dei potenziali geoelettrici, connesse con le variazioni di resistività delle rocce, precedono anch'esse il manifestarsi di terremoti.

La ricerca nel campo dei potenziali geoelettrici è stata sviluppata particolarmente in Grecia ad opera di P. Varotsos, K. Alexopoulos e K. Nomicos (2). Secondo questi geofisici il loro metodo di previsione è in grado di predire la magnitudo del terremoto, la località dell'epicentro con un errore di 50 km e la finestra temporale dell'avvenimento, compresa solitamente tra 7 e 115 ore.

Nella letteratura scientifica il primo riferimento ad emissioni nello spettro radio, associate alle fratture delle rocce, si trova in un lavoro di J. W. Warwick, C. Stoker e T. R. Meyer (3) i quali, riesaminando dopo circa venti anni le registrazioni di segnali radio acquisiti il 16 maggio 1960 da diversi radiotelescopi, molto lontani tra di loro, ma tutti negli Stati Uniti, formularono l'ipotesi che un segnale anomalo, ricevuto il 16 maggio 1960, fosse dovuto a microfratture indotte dagli sforzi accumulati nella faglia del Cile e che portarono al grande terremoto cileno del 22 maggio 1960 di magnitudo 8.3. I radiotelescopi erano quelli di Boulder, Colorado; Lake Angelus, Michigan; Sacramento Peak, New Mexico e Makapuu Point, Hawaii. Tutti erano in quel momento sintonizzati a 18 MHz, con una larghezza di banda di 100 kHz per un programma di studio del rumore radio di origine cosmica. Gli autori non furono naturalmente in grado di stabilire un nesso di causalità tra il segnale radio ed il terremoto, ma suffragarono la plausibilità della loro ipotesi con l'osservazione in laboratorio di segnali elettromagnetici emessi da campioni di granito, la roccia che costituisce le montagne cilene, sottoposto a compressione sino alla rottura.

Negli Stati Uniti un gruppo di ricercatori, guidati da A. C. Fraser-Smith della Stanford University, studia da anni il rumore elettromagnetico a bassa frequenza in ULF (tra 0.01 e 10 Hz) ed in ELF/VLF (tra 10 Hz e 32 kHz) in prossimità degli epicentri della costa californiana e non ha trovato precursori elettomagnetici in ELF/VLF, mentre i dati in ULF hanno mostrato anomalie che potrebbero essere fenomeni precursori (4).

Sempre negli Stati Uniti il gruppo di J. Y. Dea, P. M. Hansen e W.-M. Boerner del Comando Navale di San Diego, California e dell'Università dell'Illinois a Chicago nello studio del rumore elettromagnetico durante il grande terremoto dell'Armenia del 1989, di magnitudo 6.9, ha riferito che sono state trovate variazioni della componente verticale del campo magnetico a frequenze di 1 Hz e poco superiori (5).

Queste ricerche e le precedenti, sebbene meno avanzate di quelle in corso in Grecia, sono riconducibili agli stessi fenomeni, cioè alle correnti geoelettriche le cui variazioni danno origine a campi magnetici lentamente variabili evidenziati con costose antenne a solenoide con nucleo di mumetal anziché con semplici elettrodi infissi nel terreno come viene fatto in Grecia.

Un gruppo di ricerca attivo all'Università di Roma tenta di trovare una correlazione tra le variazioni nella propagazione di onde radio di superficie nella banda delle onde lunghe (6) ed i terremoti nel centro Italia e studia anche il rumore radio nelle bande 0.3-3 kHz, 3-30 kHz e 30-300 kHz (7).