Sviluppato un modello bayesiano per calcolare la magnitudo dei terremoti del passato

(Adnkronos) – Un team di ricercatori dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), in collaborazione con la Southern University of Science and Technology di Shenzhen (SUSTech, Cina), ha sviluppato un nuovo algoritmo open-source denominato PaleoBAYES per ricostruire la storia sismica dei territori precedente all'invenzione dei sismografi. Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Bulletin of the Seismological Society of America (BSSA), introduce un metodo probabilistico basato sull'inferenza bayesiana che integra per la prima volta tre misurazioni geologiche fondamentali: il rigetto, ossia lo spostamento della superficie terrestre, la lunghezza della rottura della crosta e l'età dell'evento.  L'analisi si fonda sul nuovo database PaleoEcA, una raccolta di 44 paleoterremoti verificatisi nell'Appennino centrale negli ultimi 27.000 anni. Sull'importanza dell'armonizzazione dei dati raccolti sul campo, Deborah Di Naccio, ricercatrice dell'INGV e prima autrice dell'articolo, ha spiegato: “Abbiamo armonizzato decenni di indagini paleosismologiche, associando a ogni misura la sua incertezza. Senza questa trasparenza, qualsiasi elaborazione successiva rischia di produrre magnitudo solo apparentemente precise”.      Dal punto di vista statistico e geologico, l'algoritmo tiene conto sia del degrado temporale delle tracce sismiche sia della distribuzione di frequenza descritta dalla legge di Gutenberg-Richter, come precisato da Davide Zaccagnino, ricercatore della SUSTech e co-autore dello studio: “PaleoBAYES considera non solo gli errori di osservazione, ma anche due fattori spesso trascurati. Da un lato, la probabilità di preservazione diminuisce col passare del tempo: una traccia più antica ha maggiori probabilità di essere stata cancellata. D'altro canto, è risaputo che la distribuzione dei terremoti nel tempo non è uniforme: secondo la legge di Gutenberg-Richter, la frequenza degli eventi diminuisce esponenzialmente con l'aumentare della magnitudo. Considerare tale proprietà nell'interpretazione degli eventi riconosciuti nelle trincee paleosismologiche è pertanto più realistico rispetto all'assunzione di una distribuzione uniforme delle diverse magnitudo. In questo modo la stima finale non è un numero solo, ma un intervallo di credibilità: per i nostri 44 eventi, l'incertezza al 95% si attesta tipicamente entro ±0.3-0.7 unità di magnitudo”.  Il software è stato testato su eventi storici documentati: per il terremoto del Fucino del 1915, il sistema ha restituito una magnitudo stimata di M 6.83 ± 0.13, un valore perfettamente coerente con i rilievi strumentali e macrosismici noti (M 6.7-7.0). Tra i risultati più rilevanti emersi dall'applicazione del modello nell'Appennino centrale figura la constatazione che le testimonianze geologiche arrivate fino ad oggi campionano prevalentemente eventi di elevata intensità, come illustrato da Michele Carafa, ricercatore dell'INGV e co-autore dello studio: “In Appennino centrale, i terremoti con magnitudo inferiore a circa 6.5 hanno una probabilità bassissima di lasciare tracce che sopravvivano abbastanza a lungo da essere osservate oggi. Questo implica che il catalogo paleosismologico campioni quasi esclusivamente la coda estrema della distribuzione di magnitudo, cioè i grandissimi eventi. Qualsiasi valutazione di pericolosità che ignori questa soglia di completezza effettiva – e che non propaghi le incertezze in modo rigoroso – può introdurre distorsioni sistematiche”. L'integrazione di PaleoBAYES e del catalogo PaleoEcA fornisce così alla comunità scientifica uno strumento rigoroso per il passaggio da stime deterministiche a valutazioni probabilistiche e riproducibili del rischio sismico. 
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