Criticità nell’analisi probabilistica della pericolosità sismica nello Stretto di Messina: investigazione preliminare

La valutazione della pericolosità sismica nello Stretto di Messina richiede oggi strumenti capaci di andare oltre i modelli probabilistici tradizionali a larga scala. In questo contesto si inserisce la relazione presentata da Iunio Iervolino ad ANIDIS 2025, dedicata a un’analisi preliminare basata su faglie specifiche. Il lavoro esplora due aspetti: gli effetti impulsivi dovuti alla faglia finita e la modellazione tempo-variante dell’occorrenza dei terremoti. Ne emerge un quadro utile a comprendere limiti e potenzialità degli approcci attuali per l’ingegneria sismica.

Pericolosità sismica nello Stretto di Messina: dal quadro a larga scala alle faglie

Il lavoro presentato da Iunio Iervolino si inserisce in una più ampia attività di ricerca, condotta insieme ai professori Eugenio Chioccarelli e Georgios Balztopoulos e all’ingegnere Pasquale Cito, dedicata alla valutazione della pericolosità sismica nello Stretto di Messina. Una prima fase dello studio ha riguardato l’analisi delle azioni sismiche mediante modelli probabilistici a larga scala, analoghi a quelli impiegati per la definizione delle Norme Tecniche, ma opportunamente aggiornati.

Sono stati considerati diversi modelli di riferimento, tra cui quelli affini a MPS04, il più recente MPS19 coordinato dall’INGV, e il modello europeo SHM20. Le analisi, condotte su un raggio di circa 200 km, mostrano come la pericolosità sismica sia in realtà dominata da sorgenti prossime, entro distanze dell’ordine di 50 km. I risultati, espressi in termini di spettri a pericolosità uniforme, evidenziano una sostanziale coerenza tra i diversi modelli, almeno per quanto riguarda le stime a scala regionale.

Tuttavia, lo Stretto di Messina è anche un’area in cui le principali faglie attive sono relativamente ben conosciute, grazie alla ricchezza di dati storici e geologici. Questo rende possibile affiancare alle analisi a larga scala un approccio basato su sorgenti di faglia specifiche, con l’obiettivo di cogliere fenomeni che i modelli zonati non sono in grado di rappresentare in modo esplicito.

Effetti di faglia finita e terremoti impulsivi: analisi probabilistica condizionata

Il cuore della presentazione ha riguardato un’analisi preliminare di pericolosità sismica basata sulla faglia associata al terremoto del 1908, interpretata come una faglia normale di grandi dimensioni. Quando si lavora su una singola faglia emergono problematiche specifiche, tra cui gli effetti di faglia finita e di direttività della sorgente, responsabili della generazione di segnali impulsivi nelle storie temporali di moto del suolo.

Questi impulsi concentrano una quota significativa dell’energia sismica e possono compromettere l’applicabilità di alcune ipotesi alla base della progettazione sismica corrente, come la regola di uguaglianza degli spostamenti utilizzata nelle analisi statiche equivalenti. Per affrontare il problema, è stata proposta un’analisi probabilistica condizionata, in cui si assume che la faglia si rompa effettivamente, mentre tutte le altre variabili restano aleatorie. In questo contesto non si valuta il tasso di occorrenza, ma la probabilità di superamento di una data ordinata spettrale dato che il terremoto avviene, cioè condizionatamante a questo evento.

Lo scenario adottato, dichiaratamente preliminare, prevede una distribuzione uniforme della magnitudo tra 6,7 e 7,3, coerente con l’ipotesi di terremoto caratteristico. Sono stati impiegati modelli empirici per valutare la probabilità di occorrenza di impulsi, leggi di scala per definire l’estensione della rottura e modelli di attenuazione opportunamente modificati per tenere conto della componente impulsiva.

Modelli di occorrenza tempo-varianti

La seconda parte del lavoro ha affrontato il tema della modellazione del processo di occorrenza dei terremoti su una singola faglia. Nei modelli di pericolosità classici si assume generalmente un processo di Poisson, privo di memoria, ipotesi ben giustificata per sorgenti estese ma più discutibile nel caso di faglie individuali. In questi casi, è ragionevole ipotizzare un processo di carica e rilascio con memoria del tempo trascorso dall’ultimo grande evento.

Sono stati quindi analizzati due modelli tempo-varianti ampiamente utilizzati in letteratura: il Brownian Passage Time e lo Slip Predictable Model. Entrambi sono stati calibrati sulla base delle informazioni disponibili per la faglia dello Stretto di Messina, che indicano un tempo medio di ricorrenza di circa 700 anni. Il confronto tra i modelli mostra che, a distanza di poco più di un secolo dal terremoto del 1908, il modello di Poisson risulta conservativo rispetto ai modelli con memoria. Le differenze diventano invece significative solo dopo circa 300 anni dall’ultimo evento, quando la probabilità stimata dai modelli tempo-varianti supera quella prevista dall’ipotesi senza memoria.

Dal punto di vista dell’ingegneria sismica, questi risultati suggeriscono che, almeno nell’orizzonte temporale attuale, le differenze tra i diversi modelli di occorrenza hanno un impatto limitato sulle valutazioni progettuali. Tuttavia, l’integrazione futura tra modelli di occorrenza tempo-varianti e modelli probabilistici degli effetti appare un passaggio cruciale per arrivare a stime più complete e fisicamente fondate della pericolosità sismica.

Considerazioni finali e sviluppi futuri

Il lavoro presentato ad ANIDIS 2025 rappresenta un primo passo verso una valutazione integrata della pericolosità sismica nello Stretto di Messina, capace di combinare modelli a larga scala, analisi basate su faglie specifiche, effetti di direttività e processi di occorrenza con memoria. I risultati, pur preliminari, evidenziano l’importanza di considerare esplicitamente i fenomeni di faglia finita e suggeriscono che gli approcci tempo-varianti potrebbero assumere un ruolo crescente nelle valutazioni future.

Il testo è stato elaborato tramite la videoregistrazione dell'intervento, con l'uso dell'IA.