Nelle viscere delle montagne per studiare i terremoti

I terremoti scuotono non solo la terra sotto i nostri piedi, ma spesso anche la nostra fiducia nella scienza. Un tempo interpretati come malumori di divinità maligne o contrariate, sprofondate nel ventre di Madre Natura, ancora oggi imprevedibili e sconvolgenti, restano una sfida per la ricerca. Cosa innesca un sisma e cosa ne determina la fine restano ad oggi degli enormi punti interrogativi. E per capire i meccanismi di quanto si cela sotto i nostri piedi, in particolare come si origina e propaga un evento sismico, a 1500 metri di profondità tra le montagne del Canton Ticino, presso il BedrettoLab, è stata creata appositamente una galleria aggiuntiva lunga 120 metri, parallela a una faglia naturale. Una sorta di «finestra» rivolta al centro della Terra, per compiere simulazioni in sicurezza con l’installazione di sistemi di osservazione all’avanguardia.

Il Laboratorio Sotterraneo di Bedretto per le Geoscienze e le Geoenergie (BedrettoLab appunto) è un’infrastruttura di ricerca del Politecnico di Zurigo (ETH), guidata dai professori Domenico Giardini, Stefan Wiemer e Hansruedi Maurer. Concepito per accogliere gruppi di ricerca misti, che coinvolgono studiosi ed esperti nazionali e internazionali, è sede del progetto FEAR (https://fear-earthquake-research.org/about/fear/ – Fault Activation and Earthquake Rupture), finanziato (14 milioni di euro) dal Consiglio Europeo della Ricerca (ERC) nell’ambito dei progetti Synergy, con l’ambizioso intento di raggiungere una chiara comprensione dei meccanismi di funzionamento dei terremoti e quindi predisporre meccanismi predittivi affidabili. Insieme all’ETH fanno parte del consorzio di ricerca anche l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia di Roma (INGV) e l’Università di Aachen (Germania), con diversi apporti anche da altre università svizzere, italiane, tedesche, francesi e statunitensi.

FEAR si articola in tre fasi per una durata totale di 6 anni. Gli studiosi hanno predisposto un sistema articolato di pozzi prospicienti la faglia, per l’istallazione di sensori e sistemi di osservazione necessari a monitorare i processi fisici all’interno delle rocce, che verranno sottoposte a uno stress controllato mediante l’iniezione di acqua, e a misurare così parametri fondamentali come la pressione dei fluidi nelle fratture e le variazioni delle deformazioni. Di fatto verranno innescati dei piccoli sismi, uno dei quali di magnitudo 1, non avvertibili a livello umano, ma sufficienti per essere rilevati dalla sofisticata rete di sensori posizionata dal team di ricerca che raccoglierà così dati preziosi. Si inietteranno centinaia di metri cubi di acqua ad alta pressione, che ridurrà la resistenza (l’attrito) sui piani di faglia, indebolendoli e agevolandone lo slittamento. Il tutto seguendo un protocollo di sicurezza severissimo. La priorità, infatti, è quella di condurre il tutto senza rischi sia per il personale che per la regione circostante. Si punta quindi a innescare eventi di piccola entità, non dannosi, corrispondenti a terremoti con lunghezze di rottura non superiori a poche decine di metri.

La profondità del tunnel di 1 km è inferiore alla profondità sismogenetica di 5-10 km tipica dei terremoti più forti avvertiti nelle Alpi. A tale profondità, l’energia potenziale che una faglia può immagazzinare e, di conseguenza, la potenza del terremoto che può produrre, è limitata. Tuttavia, poiché i ricercatori sono consapevoli del fatto che il rischio non sia nullo, adottano rigorose misure di mitigazione per minimizzarlo, tenendosi abbondantemente entro le soglie di sicurezza. «L’osservatorio sulla faglia è il tassello mancante del puzzle dello studio dei terremoti», ha dichiarato il professor Domenico Giardini, uno dei quattro coordinatori del progetto FEAR. «Disponiamo di eccellenti reti di monitoraggio in tutto il mondo. Tuttavia, gran parte di loro è collocata sulla superficie, e quindi a molti chilometri di distanza dal punto di origine dei terremoti. Inoltre, anche i pochi sensori nei pozzi si trovano normalmente solo in prossimità delle zone di faglia, non al loro interno». Si tratta dunque di un sistema unico a livello planetario, che consentirà ai ricercatori di ottenere nuovi preziosissimi dati in grado di svelare cosa accade prima, durante e dopo un evento sismico, con un’attenzione particolare ai segnali precursori, nell’ottica di sviluppare sistemi sempre più sofisticati in grado di aiutarci a prevedere i terremoti più forti.

I ricercatori possono sfruttare l’approfondita esperienza accumulata negli ultimi quattro anni grazie ai numerosi esperimenti di iniezione svolti nel BedrettoLab con livelli crescenti di pressione, nei quali finora hanno indotto sismi fino a una magnitudo di – 0.5. L’obiettivo principe resta l’individuazione di quei segnali precursori diagnostici in grado di avvisare l’imminenza di un evento sismico con un grado di affidabilità alta, in modo da poter predisporre tempestivamente tutti gli apparati di protezione e sicurezza necessari a garantire l’incolumità della popolazione.

Oltre allo studio dei terremoti, le ricerche condotte al BedrettoLab, in stretta collaborazione con partner nazionali e internazionali, vagliano anche tecniche e procedure per un uso sicuro, efficiente e sostenibile del calore geotermico. Aumentare la quota delle energie rinnovabili, infatti, rientra nella Strategia energetica 2050 della Svizzera e l’energia geotermica si presenta come risorsa promettente sia per la produzione di elettricità, che di calore. Per dare la possibilità a tutti di verificare l’efficacia ed efficienza dell’impianto, in collaborazione con il Museo Sasso San Gottardo, l’ETH di Zurigo offre visite guidate pubbliche al BedrettoLab. Le date delle visite guidate pubbliche saranno comunicate sul sito web del laboratorio (www.bedrettolab.ethz.ch) nella primavera del 2026.