Prof. Marco Tallini, docente ordinario GEO/05 (Geologia Applicata) – Settore concorsuale 04/A3 (Geologia Applicata, Geografia Fisica e Geomorfologia) nell’ambito del progetto PON-AIM18CC183 “Microzonazione Sismica e caratterizzazione sismica di sito di aree pilota dell’Italia centrale”.

1.     Obiettivi della ricerca

Le attività di ricerca rientrano nell’ambito della Geologia del Quaternario per la mitigazione del rischio sismico, in particolare, nella Microzonazione Sismica e la caratterizzazione sismica di sito. Le attività preminenti sono dedicate alle indagini geologiche e geofisiche fondamentali ed avanzate a varie scale aventi l’obiettivo di indagare le zone stabili suscettibili di amplificazione locale e quelle instabili fra cui le aree caratterizzate da faglie attive e capaci, frane sismoindotte, liquefazione e crollo di cavità.

Le aree di indagine saranno quelle italiane ad elevato rischio sismico localizzate all’interno della catena Appenninica soprattutto in corrispondenza di ampi bacini intermontani la cui caratterizzazione geologica e geofisica è ancora non del tutto compresa.

Il progetto di ricerca è finalizzato all’elaborazione di carte tematiche a grande scala da utilizzare nella pianificazione territoriale realizzate tramite indagini geologiche e geofisiche in sito e in laboratorio e simulazioni numeriche elaborate per la stima degli effetti di amplificazione locale.

2.     Attività di ricerca svolte

Le attività di ricerca svolte sono state separate in diversi progetti, che sono:

1. l   la realizzazione delle carte di Microzonazione Sismica di livello 3 delle aree pilota del comune dell’Aquila (Preturo-Sassa e Bazzano-Monticchio) per conto della Regione Abruzzo (Servizio Prevenzione dei Rischi di Protezione Civile Ufficio Rischio Sismico);

2.     lo studio paleosismologico di faglie attive e capaci in Abruzzo, in particolare la faglia di Pagliare di Sassa con la collaborazione dell’INGV e le faglie del bacino di Montereale (San Giovanni e Capitignano) con la collaborazione dell’ISPRA;

3.     la caratterizzazione sismica di sito e la risposta sismica locale di differenti realtà all’interno della Regione Abruzzo (Preturo-Sassa, Monteluco, e Castelnuovo) in collaborazione con l’INGV, l’OGS e l’ETH di Zurigo;

4.     lo studio delle aree sottoposte al rischio di liquefazione sismoindotta in depositi affioranti lungo la valle del Fiume Aterno.

2.1       Microzonazione Sismica di livello 3

Nell’ambito di questo progetto sono state realizzate le carte di Microzonazione Sismica di livello 1 aggiornate dell’area di Preturo-Sassa, già validata dal tavolo tecnico regionale, e di Bazzano-Monticchio, in corso di revisione da parte del tavolo tecnico regionale. Per l’area di Preturo-Sassa, sono in corso la progettazione e l’elaborazione della Risposta Sismica Locale con l’utilizzo del software LSR 2D lungo sezioni bidimensionali necessarie per la realizzazione della carta di Microzonazione Sismica di livello 3. Per questo livello sono anche valide le indagini paleosismologiche nell’area di Pagliare di Sassa (progetto 2) e di liquefazione dell’area di Pagliare di Sassa e di Sassa (progetto 4).

2.2       Studi paleosismologici

Gli studi paleosismologici hanno riguardato due progetti differenti, la realizzazione del plesso scolastico di Pagliare di Sassa e gli studi paleosismologici dei comuni di Montereale e Capitignano.

Per quanto riguarda lo studio paleosismologico per la realizzazione del plesso scolastico di Pagliare di Sassa, lo studio ha riguardato due trincee paleosismologiche lunghe rispettivamente 150 (trincea 1) e 50 m (trincea 2). Al loro studio sono stati aggiunti due sondaggi che hanno raggiunto il substrato geologico e 6 misure di rumore, utili per individuare le variazioni del substrato in tutta l’area di possibile ubicazione del plesso scolastico. Entrambe le trincee non hanno messo in luce nessuna dislocazione di natura tettonica così come la datazione di materia organica nelle trincee e nei sondaggi ha confermato che nell’area di interesse non sono presenti faglie attive e capaci. Da sottolineare però che all’interno della trincea 2 sono state individuate delle evidenze di liquefazione in depositi storici, orientativamente tra il periodo tardo-antico e il l’era moderna che indicano un’area soggetta a liquefazione sismoindotta (unità 2b in Fig. 1).

Figura 1. Schema della successione stratigrafica (unità da 1 a 6) affiorante lungo le pareti occidentali della trincea 2 (progressive da 20 a 40 m) con il posizionamento dei frammenti ceramici e dei campioni datati al radiocarbonio.

Lo studio paleosismologico dell’area di Montereale ha richiesto numerose indagini, tra cui 12 ERT (tomografia elettrica multi-elettrodo) e 2 sismiche a riflessione, più lo studio approfondito di tutto il materiale cartografico e di indagini realizzato nel corso degli anni. Queste indagini sono state propedeutiche per posizionare le trincee paleosismologiche. Sono state scelte tre trincee, una nel comune di Montereale e due nel comune di Capitignano. La trincea realizzata a San Giovanni (Montereale) ha messo in luce numerose faglie che tagliando depositi recenti, probabilmente di epoca storica, sono da considerarsi attive e capaci. La trincea realizzata a monte del comune di Capitignano ha messo in luce la presenza di faglie all’interno dei depositi recenti e quindi è da considerare attiva e capace. La trincea realizzata all’interno dell’abitato di Capitignano invece non ha presentato dislocazioni degne di nota, ma non si può escludere la presenza della faglia dato che i depositi rinvenuti nella trincea sono molto recenti. Va sottolineato che questo studio è la prima prova diretta di attività della faglia di Capitignano, una struttura che nel suo complesso corre per circa 30 km e potrebbe essere in grado di generare terremoti di M_w 6.0 (Fig. 2) e fungere da unione tra le faglie vicine del Gorzano o di Monte Marine generando terremoti di magnitudo maggiore.

Figura 2. Carta delle tracce delle faglie attive e capaci, delle zone di faglia e delle indagini dell’area di Capitignano e di Sivignano.

2.3       Caratterizzazione sismica di sito

Durante i due anni di ricerca si sono realizzate differenti lavori mirati alla caratterizzazione sismica di sito, in particolare nella città dell’Aquila (sia effetti sismici legati a strutture profonde, Tallini et al., 2019; sia effetti sismici legati a geologia superficiale, Antonielli et al., 2020; Tallini et al., 2020). A questi esempi, è stato affiancato uno studio di dettaglio del paese di Castelnuovo (AQ), gravemente danneggiato durante il terremoto dell’Aquila del 2009, nel cui si è studiato il legame tra il danneggiamento e la particolare situazione geologica presente al di sotto del paese. Questo lavoro è stato sottomesso alla rivista Engineering Geology.