Purtroppo, nell’arco di poco più di un decennio, parecchi terremoti si sono susseguiti ed hanno assestato un duro colpo al nostro Paese. Molti sono stati gli antichi borghi distrutti, così come tante sono state le vite stroncate. A seguito di questi drammatici eventi, affatto rari in Italia, i ricercatori dell’INGV e dell’Università di Perugia hanno unito le loro forze al fine di comprendere meglio i meccanismi che regolano la genesi dei terremoti. E, dopo dieci anni di studi sul campo, hanno fatto un’importante scoperta: esiste una correlazione stringente tra terremoti ed emissione di CO2.

Emissione di CO2 e ciclo globale del carbonio

L’anidride carbonica, o più semplicemente CO2, è una molecola costituita da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno. Essa è naturalmente presente in natura sotto forma di gas e l’atmosfera ne è ricca.

In un lontano passato, i carbonati, sali molto abbondanti nei minerali e nelle rocce, avrebbero assorbito l’anidride carbonica allo stato gassoso presente nell’atmosfera. Successivamente, nel corso delle ere geologiche, le forze tettoniche sarebbero state responsabili di uno scivolamento delle rocce carbonatiche verso le profondità della crosta terrestre. A causa delle elevate temperature, tali rocce si sarebbero fuse e avrebbero rilasciato grandi quantità di CO2.

Trattandosi di un ciclo, il carbonio sottratto all’atmosfera con l’assorbimento di CO2 da parte dei carbonati deve essere restituito all’atmosfera. Pertanto, l’anidride carbonica presente in profondità deve trovare una via d’uscita.

Le alternative sembrerebbero essere due: la CO2 potrebbe accumularsi in serbatoi sotterranei ad alta pressione oppure potrebbe disciogliersi nelle falde acquifere. In quest’ultimo caso, la CO2 potrebbe tornare in superficie attraverso sorgenti d’acqua o permeando tra gli strati rocciosi. Un esempio sono i sistemi di faglie lungo le quali si generano i terremoti.

Quest’ultimo percorso di fuoriuscita della CO2 è fortemente suggerito dal fatto che nelle regioni ad elevato rischio sismico sono stati misurati alti tassi di rilascio di CO2 di origine profonda.

In che modo i terremoti e la CO2 sono correlati?

Già dal 1978 era noto che esistesse una correlazione nello spazio tra terremoti e rilascio di CO2 dalla crosta terrestre.

Quell’anno, infatti, Barnes e i suoi collaboratori furono i primi a dimostrare che molte zone sismiche del Pianeta sono caratterizzate da emissioni di CO2. E nel 2004 i ricercatori dell’INGV e dell’Università di Perugia, partendo dai risultati di Barnes, hanno disegnato una mappa molto dettagliata del processo di emissione della CO2 d’origine profonda in Italia.

correlazione tra terremoti e CO2
Le zone sismiche della Terra (aree verdi in figura) sono caratterizzate da emissioni di CO2 d’origine profonda (punti rossi), indicata anche come CO2 “tettonica”; Credit

Tuttavia, mentre per spiegare la correlazione spaziale erano bastati studi condotti in un breve lasso di tempo, per dimostrare l’esistenza di una correlazione nel tempo tra i due fenomeni sarebbe stato necessario raccogliere dati per un lungo periodo.

Il lungo studio nella Valle del Velino

Così, i ricercatori dell’INGV e dell’Università di Perugia hanno studiato per dieci anni (dal 2009 al 2018) le acque delle grandi sorgenti della Valle del Velino, nel cuore dell’Appennino centrale.

Il team non ha scelto questo luogo a caso. Infatti, queste sorgenti ricche d’acqua sono alimentate proprio dalle falde acquifere più vicine agli epicentri dei terremoti avvenuti a L’Aquila e ad Amatrice.

I ricercatori hanno eseguito analisi chimiche ed isotopiche delle acque di sorgente e sono riusciti a trovare un metodo per risalire alla concentrazione di carbonio derivante dalla dissoluzione della CO2 tettonica in acqua. Moltiplicando la concentrazione ottenuta per la portata delle sorgenti (da centinaia a decine di migliaia di litri al secondo) hanno anche ottenuto una stima del flusso di CO2 che dalla crosta terrestre si riversa nelle falde.

Correlazione tra terremoti e CO2: cosa hanno scoperto i ricercatori?

Dall’esame delle acque e dalle rilevazioni sismiche è emerso che, negli anni, la concentrazione di anidride carbonica presente in acqua è variata di pari passo al numero e all’intensità dei terremoti.

Come riportato nello studio pubblicato su Science Advances, il gruppo del professor Giovanni Chiodini ha osservato un dato molto interessante: in occasione dei terremoti più violenti, come quello di L’Aquila (aprile 2009) e quello di Amatrice e Norcia (agosto e ottobre 2016) si sono registrati dei picchi nel flusso di CO2 profonda.

correlazione tra terremoti e CO2
Notare che gli eventi catastrofici del 2009 e del 2016 sono stati accompagnati da elevati picchi di CO2 tettonica (ordine di tonnellate al giorno) trasportata dalle acque di sorgente; Credit

Inoltre, così come all’aumentare del numero e dell’energia dei terremoti aumentava il flusso di CO2 tettonica, al diminuire di questi parametri il flusso diminuiva.

Importanti risultati ottenuti

In questo modo i ricercatori hanno finalmente dimostrato l’esistenza di una correlazione temporale tra terremoti ed emissione di CO2 proveniente dalla crosta terrestre.

Inoltre, è sicuramente sorprendente il dato relativo alla quantità di CO2 profonda emessa durante i dieci anni di osservazione: più di 1,8 milioni di tonnellate di CO2! Un quantitativo paragonabile a quello emesso da un vulcano attivo.

Assodato che esista una correlazione tra sismicità e rilascio di CO2, la comunità scientifica dovrà capire la natura del rapporto causa-effetto tra i due fenomeni. È la CO2 ad innescare i terremoti in questa zona? Se sì, come effettuare i monitoraggi?

Al momento, la scienza non sa dare una risposta univoca a tali quesiti, ma con questo studio i ricercatori hanno dimostrato che per comprendere un processo così complesso è assolutamente necessario un approccio multidisciplinare.

Progetti per il monitoraggio dei terremoti

Di recente l’INGV ha approvato e finanziato il progetto FURTHER, di durata triennale, coordinato dalla ricercatrice Francesca di Luccio. Con questo progetto i ricercatori propongono di eseguire delle campagne di misura delle emissioni di CO2 anche in Appennino meridionale, in particolare nelle falde acquifere del Sannio-Matese e del Pollino, anch’essi ubicati in zone sismiche.

Per poter comprendere l’intima relazione tra la genesi dei terremoti, la loro frequenza e l’emissione di anidride carbonica sotterranea servono ancora frequenti campionamenti per un lungo periodo di tempo e un dataset ancora più ampio.

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