Indagini gravimetriche e gps in Italia centrale per il controllo delle aree sismogenetiche

Abstract

L’attività presentata è parte del Progetto dal titolo “Feasibility of an absolute gravity network in central Italy: toward a multi-disciplinary approach to natural risk assessment”, finanziato dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) nell’ambito dei Progetti di Ricerca Libera finalizzati allo studio e al monitoraggio dei rischi naturali dell’Italia Centrale. Lo scopo del progetto è la realizzazione di una rete gravimetrica, assoluta e relativa, e di stazioni GPS a larga scala in Italia Centrale, nelle aree interessate dalla più recente attività sismica, e di gettare le basi per un approccio multidisciplinare alla valutazione del rischio naturale. La fattibilità del progetto è stata possibile per la disponibilità presso l’INGV di due gravimetri assoluti, uno da laboratorio (Micro-g LaCoste FG5#238) e uno da campagna (Micro-g LaCoste A10#39). La finalità principale del progetto è quella di rilevare, mediante l’occupazione di siti già esistenti sul territorio e misurati in passato, eventuali variazioni della gravità e di deformazioni del suolo occorse su lungo periodo. Dopo una ricerca sull’esistenza di vertici gravimetrici e GPS nel territorio, di interesse per il progetto, e a seguito di sopralluogo, sono stati selezionati 5 siti distribuiti tra Lazio e Abruzzo, come illustrato nella Fig.1.

Figura 1: Distribuzione delle stazioni selezionate per misure gravimetriche e GPS in Centro Italia.

Due vertici di misure relative (Terni e Popoli), appartenenti alla rete del rilievo gravimetrico condotto dall’ING nel 1954 (Morelli, 1955), sono stati collegati a due stazioni assolute instituite nell’ambito del presente progetto nella stessa area; la stazione assoluta di Sant’Angelo Romano è stata istituita nel 2005 nell’ambito di un Progetto di Ricerca INGV-DPC sui Colli Albani (Berrino et al., 2006; Riguzzi et al., 2007; D’Agostino et al., 2008); un sito per misure relative presso i laboratori superficiali dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) istituito nel 2010 nel corso di indagini svolte a seguito dell’evento sismico del 2009 e quando fu contemporaneamente realizzata anche una stazione assoluta nel centro della città di L’Aquila (Berrino et al., 2010); la stazione assoluta all’Aquila presso l’Università di Coppito è stata istituita nel corso del presente progetto in sostituzione di quella realizzata nel 2010 attualmente non occupabile. La prima campagna di misure è stata effettuata nella seconda metà di giugno 2018 durante la quale sono state effettuate: a) misure assolute dell’accelerazione di gravità, con il solo gravimetro FG5#238 per indisponibilità dell’A10#39; b) misure gravimetriche relative per i collegamenti tra i vari vertici assoluti e le rispettive stazioni satelliti relative, e per la misura del locale gradiente verticale della gravità nelle stazioni assolute; c) misure GPS e topografiche classiche per il posizionamento dei siti di misura e il riporto della quota, anche da capisaldi altimetrici dell’IGMI dove esistenti. Una seconda campagna di misura è stata svolta tra la fine di settembre e gli inizi di ottobre 2018 durante la quale sono state effettuate solo misure assolute di gravità, ma con entrambi i gravimetri disponibili, e ulteriori misure GPS e topografiche classiche. Nel corso della seconda campagna, data la possibilità dell’utilizzo del gravimetro assoluto da campagna, è stata anche effettuata la misura assoluta sul sito relativo dei LNGS superficiali. L’utilizzo congiunto dei due gravimetri permette la loro inter-comparazione, utile allo scopo di poter effettuare le misure assolute anche separatamente in qualsiasi altra eventuale occasione che comporta l’utilizzo di più strumenti. Il gravimetro FG5#238 è stato già più volte inter-comparato con il gravimetro di riferimento italiano (Jiang et al., 2012; Greco et al., 2015; Pálinkáš et al., 2017), che è il gravimetro Standar Primario IMGC-02 realizzato presso l’Istituto Nazionale per la Ricerca Metrologica (INRiM) di Torino; mentre per l’A10 è in fase di attuazione l’inter-comparazione direttamente presso i Laboratori dell’INRiM. L’inter-comparazione tra strumenti è, come ben noto, fondamentale per l’omogeneizzazione dei dati, e la procedura seguita rientra nelle indicazioni date nel 2014 dalla Consultive Committee for Mass and related quantities (CCM) della International Association of Geodesy (IAG) (CCM-IAG Strategy for Metrology in Absolute Gravimetry). Alcune delle stazioni assolute misurate nel presente progetto faranno parte della Rete Gravimetrica Italiana di Riferimento “G0”, che è in fase di progettazione e che sarà costituita da sole stazioni assolute della gravità opportunamente misurate e/o rimisurate. Sebbene i dati raccolti siano ancora in corso di analisi, i risultati ottenuti hanno permesso di evidenziare le variazioni di gravità e di quota occorse ai singoli vertici, sia con riferimento al periodo relativo all’istituzione di ciascun vertice (relativo o assoluto) che tra le due campagne; e in particolare, dall’analisi congiunta dei dati gravimetrici assoluti e relativi, è stato possibile confermare il bias di circa -14 mGal alla stazione di Potsdam, utilizzata come riferimento nella maggior parte dei rilievi gravimetrici condotti in Italia sin dagli anni ’50. Saranno presentati, discussi e analizzati i risultati preliminari ottenuti dalle indagini effettuate.