Stazioni multiparametriche INGV: monitoraggio geofisico e geochimico

L’importanza delle stazioni multiparametriche nell’analisi dei fenomeni geofisici e geochimici

L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) svolge da anni un ruolo fondamentale nello studio delle dinamiche terrestri, concentrandosi sull’interazione tra i processi geofisici e geochimici. Queste complesse interazioni variano significativamente a seconda delle zone geografiche, rendendo necessario un monitoraggio continuo e approfondito.

In particolare, le stazioni multiparametriche si sono rivelate uno strumento indispensabile per l’analisi dei fenomeni geologici, poiché permettono di monitorare diversi parametri fisici e chimici, sia nello spazio che nel tempo. La scelta dei sensori utilizzati in queste stazioni dipende dai fenomeni che si intende studiare, come terremoti, sismicità o flussi di fluidi nella crosta terrestre.

Il Progetto Pianeta Dinamico e la distribuzione delle stazioni multiparametriche

Dal 2021, la sezione di Milano dell’INGV ha avviato l’installazione di stazioni multiparametriche nel quadro del progetto Pianeta Dinamico, con l’obiettivo di potenziare il monitoraggio sismico in aree ad alta attività sismica. Le stazioni sono state inizialmente installate attorno al Lago di Garda e in altre zone alpine, per poi estendersi successivamente alla Pianura Padana, all’Appennino settentrionale e centrale. Gli obiettivi principali di questa iniziativa sono molteplici:

1. Migliorare il monitoraggio sismico: L’introduzione delle stazioni multiparametriche consente di superare le difficoltà legate al rumore antropogenico presente in aree ad alta densità abitativa come la Pianura Padana, migliorando la capacità di rilevamento dei terremoti a bassa magnitudo.
2. Valutare la relazione tra sismicità e fluidi: Queste stazioni non solo identificano i fenomeni sismici, ma permettono anche di studiare gli effetti delle onde sismiche sui fluidi nella crosta terrestre, come l’acqua e i gas.

La distribuzione delle stazioni è stata progettata in base alla sismicità e alla presenza di aree di sorgenti sismogenetiche, come evidenziato nel monitoraggio attorno al Lago di Garda e nelle zone colpite da eventi sismici significativi, come la sequenza sismica in Emilia-Romagna del 2012 e i terremoti del 2016-2017 nell’area di Amatrice-Visso-Norcia.

Stazioni e sensori: una panoramica dei dispositivi utilizzati

Le stazioni multiparametriche gestite dall’INGV sono dotate di una varietà di sensori che registrano dati in tempo reale. Attualmente, 16 stazioni sono attive e forniscono informazioni continua su una serie di parametri, tra cui:

• Sensori sismici: velocimetri e accelerometri che monitorano le vibrazioni del terreno.
• Sonde idrogeochimiche: misurano il livello, la temperatura e la conducibilità elettrica dell’acqua in pozzi e sorgenti naturali.
• Sensori per il radon: utilizzati per rilevare la concentrazione di gas radon nell’aria.
• Stazioni meteo: per monitorare le condizioni atmosferiche locali.

Questi dispositivi sono distribuiti in contesti geologici e tettonici differenti, permettendo di ottenere una visione complessiva dei fenomeni in vari tipi di acquiferi, gas dal suolo e altre risorse naturali. Alcuni siti di monitoraggio si trovano in aree particolarmente significative dal punto di vista geologico, come le Terme di Recoaro (VI) e la Riserva Naturale delle Salse di Nirano (MO), dove vengono monitorati fenomeni come il vulcanismo di fango e la tettonica del fronte appenninico.

Monitoraggio delle falde acquifere e impatti dei cambiamenti climatici

Una delle applicazioni più rilevanti delle stazioni multiparametriche è il monitoraggio delle falde acquifere e l’analisi dei cambiamenti nei parametri chimico-fisici legati all’acqua sotterranea. L’installazione delle sonde in pozzi e presso le sorgenti naturali consente di studiare la risposta delle falde a vari eventi, come le precipitazioni e i periodi di siccità. Grazie alla frequenza di acquisizione dei dati (a cadenza oraria o giornaliera), è possibile osservare le variazioni cicliche nel livello delle falde e le risposte a singoli eventi piovosi.

Questi dati, raccolti su lunghi periodi, offrono importanti informazioni sugli effetti dei cambiamenti climatici sulle risorse idriche. Infatti, il monitoraggio costante consente di valutare la resistenza delle falde a fenomeni come la siccità prolungata e le intense precipitazioni, fornendo utili strumenti per la gestione sostenibile delle risorse idriche locali.

Sismicità e interazioni con gli acquiferi

In aggiunta all’analisi dei fenomeni legati al comportamento delle acque, le stazioni multiparametriche permettono di indagare le variazioni nei parametri fisici e chimici legate alla sismicità. Le onde sismiche che attraversano la crosta terrestre possono alterare le pressioni di poro negli acquiferi, modificando così i livelli di falda. Inoltre, eventi sismici possono causare fenomeni come la liquefazione, la consolidazione o l’alterazione della permeabilità degli acquiferi, con conseguenti cambiamenti nei parametri chimici dell’acqua.

Il monitoraggio costante di questi parametri, integrato con i dati sismici, permette di studiare in dettaglio i processi geofisici e geochimici associati ai terremoti e di identificare eventuali segnali precursori che potrebbero precedere un evento sismico.

Le stazioni multiparametriche rappresentano uno strumento fondamentale per migliorare la comprensione dei processi geofisici e geochimici che modellano la Terra. Grazie alla raccolta di dati in tempo reale e all’analisi avanzata dei parametri fisici e chimici, queste stazioni permettono di ottenere informazioni cruciali per la gestione delle risorse naturali, il monitoraggio dei rischi sismici e l’analisi degli impatti dei cambiamenti climatici.

In futuro, l’INGV continuerà a potenziare la rete di stazioni multiparametriche, affinché le informazioni raccolte possano supportare efficacemente la pianificazione territoriale e le decisioni in ambito geologico e ambientale.