martedì 13 gennaio 2015

A cento anni dal grande terremoto della Marsica del 13 gennaio 1915: le indagini di Antonio Loperfido, di Emilio Oddone e di altri studiosi aprono la grande stagione della sismologia italiana


Nel centenario del grande terremoto del Fucino GEOITALIANI ospita un gradito e originale contributo di Gianluca Valensise, sismologo, dirigente di ricerca dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, nonché membro della Sezione di Storia delle Geoscienze della Società Geologica Italiana. La sua nota interpreta perfettamente lo spirito del progetto GEOITALIANI, rendendo onore a due geoscienziati, Antonio Loperfido e Emilio Oddone, immeritatamente poco conosciuti o non abbastanza ricordati, le cui intuizioni rappresentano le basi delle conoscenze attuali sulle caratteristiche principali della sorgente sismica (e come spesso è accaduto in Italia, tali basi per molto tempo non sono state adeguatamente sormontate, lasciando sfumare l’opportunità per la sismologia italiana di primeggiare sullo scenario mondiale di inizio del XX secolo).


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Antonio Loperfidoin una foto dell'inizio del '900. 
di Gianluca Valensise

In questi giorni ricorre il centesimo anniversario del catastrofico terremoto della Marsica del 13 gennaio 1915, che viene ricordato con numerose manifestazioni, tra cui quelle che si svolgeranno ad Avezzano e a Pescina tra il 15 e il 17 gennaio. Di questo terremoto si sa molto, grazie alle numerose testimonianze dei contemporanei e alla successiva ricerca, ma forse non tutti sanno che disponiamo di informazioni accurate anche sulle caratteristiche principali della sorgente sismica che lo ha causato. Le stesse considerazioni valgono per il terremoto che il 28 dicembre 1908 ha colpito lo Stretto di Messima, causando distruzione e morte a Messina e Reggio Calabria. In entrambe i casi il merito di questa importante quanto fortunata scoperta è principalmente di Antonio Loperfido, un ingegnere civile nato a Matera nel 1859. Ancora giovanissimo Loperfido entrò a far parte dell’Amministrazione del Catasto, e in seguito all’avvio delle attività per la creazione della rete trigonometrica fondamentale italiana venne comandato all’Istituto Geografico Militare, dove poi svolse la sua carriera fino al pensionamento, nel 1933. Loperfido lavorò ai numerosi progetti che la modernizzazione dell'Italia in quegli anni richiedeva, completando la rete geodetica italiana. Fu poi inviato nelle colonie, dapprima in Eritrea e successivamente in Libia, dove si
distinse dando un forte impulso alla prima cartografia di quelle regioni.

Fin qui la biografia ufficiale di un illustre geodeta e cartografo. Loperfido tuttavia si distinse anche per due campagne di misura particolarmente utili e tempestive, fondamentali per la nascente sismologia italiana ma allo stesso tempo ignorate dai suoi biografi. Queste campagne erano frutto di intuizioni che in quel momento storico si facevano largo a fatica sull'onda del grande terremoto di San Francisco del 1906, delle prime ricerche sulla sorgente sismica e della formulazione della elastic rebound theory a cura del grande studioso Harry Fielding Reid nel 1910. Recatosi nella zona dello Stretto di Messina dopo il grande terremoto del 28 dicembre 1908, Loperfido si rese subito conto che quell'evento aveva sconvolto l'assetto topografico dell'intera zona e propose di rimisurare due linee di livellazione del primo ordine che correvano lungo la linea ferroviaria sulle sponde calabrese e siciliana e che lui stesso aveva misurato pochi mesi prima del terremoto. Non sappiamo se Loperfido intendesse documentare fenomeni di franamento localizzato che il terremoto aveva causato, o se fosse invece incuriosito da una più generale tendenza allo sprofondamento di estesi settori della linea di costa, dove la linea di riva aveva sistematicamente avanzato verso la terraferma anche per decine di metri. Le misure ricavate da Loperfido rivelarono che il terremoto aveva indotto uno sprofondamento generalizzato delle due coste dello Stretto, secondo un andamento a scodella allungata in senso N-S che sembrava richiamare proprio l'evoluzione geologica di lungo termine dello Stretto stesso. Non sappiamo quanto Loperfido fu consapevole del valore dei suoi risultati, ma è certo che a partire dai primi anni '80 quelle misure sono diventate cruciali per l'elaborazione di modelli della sorgente sismica del terremoto del 1908 sorprendentemente accurati per un evento che in definitiva era avvenuto agli albori dell'era strumentale.

Il terremoto della Marsica del 13 gennaio 1915 dunque non colse Loperfido di sorpresa. Sollecitato dalle osservazioni e dalle ipotesi di Emilio Oddone, un fisico di origini piemontesi e brillante studioso che aveva condotto i primi rilievi nel bacino del Fucino e nelle aree circostanti, Loperfido misurò con precisione la quota di 18 caposaldi di livellazione che erano stati posti intorno al Lago Fucino e livellati dalla compagnia francese che incaricata del prosciugamento totale dello specchio lacustre nel 1862.


Il Prof. Emilio Oddone.
A molti è nota la caparbietà con cui Alessandro Torlonia, banchiere e illustre discendente di una importante famiglia della nobiltà romana, intendeva difendere il patto da lui sottoscritto con il governo italiano, sul modello di precedenti accordi finalizzati a sottrarre alla malaria e restituire all'agricoltura diverse aree umide della penisola: un patto secondo cui Torlonia sarebbe diventato proprietario di tutti i terreni che fosse riuscito a strappare alle acque del Lago Fucino. L'impresa, un'autentica epopea, già tentata con parziale successo dai Romani, consisteva nello scavare un emissario lungo quasi 6 chilometri che dal fondo del lago, come dal fondo di un lavandino, avrebbe drenato le acque nell'adiacente Valle del Liri. Torlonia, che era un avveduto banchiere, era ben conscio dei rischi dell'impresa, tanto da ripetere spesso un motto poi diventato famoso: "O io prosciugo il Fucino, o il Fucino prosciuga me". Da uomo d'affari duro e spregiudicato, come veniva considerato da molti, ritenne di doversi innanzi tutto cautelare dalla potenziale voracità dei proprietari dei terreni adiacenti al lago; con un autentico processo alle intenzioni fece collocare intorno al lago dei pesanti monumenti in pietra recanti una statua della Madonna in ghisa, oggi noti come Madonne del Fucino. Torlonia intendeva dunque ammonire i braccianti rafforzare il suo diritto alle proprietà, sancito dal patto con il governo, con un vincolo di natura religiosa - l'immagine della Madonna - e un vincolo di natura pratica, perché spostare uno di questi monumenti richiedeva uno sforzo notevole. Questi monumenti - in effetti solo una metà costituiti da Madonne, gli altri rappresentati da pilastrini e targhe - furono adattati a fungere da caposaldi di livellazione e misurati nel 1862, subito prima di avviare il prosciugamento.Come si accennava, fu Emilio Oddone il primo a suggerire che il terremoto del 1915 avesse causato delle drastiche variazioni dell'assetto topografico, facendo basculare il Fucino rispetto a un asse ideale che univa Trasacco ad Avezzano: a nordest di questa linea il bacino era sprofondato, a sud-ovest era rimasto come era o si era leggermente sollevato. Le conclusioni di Oddone si basavano anche sull'osservazione di una rottura di superficie, da lui definita scalatura perimetrale, che raggiungeva la massima espressione lungo l'allineamento Gioia dei Marsi-Celano, ovvero dove oggi sappiamo trovarsi la proiezione in superficie della faglia sismogenetica: erano le prime osservazioni in Italia - e tra le prime a livello mondiale - di fagliazione superficiale cosismica.



Una delle Madonne del Fucino, la n. 11, posta sulla strada che congiunge Ortucchi a Gioia dei Marsi. Loperfido determinò per questo caposaldo un abbassamento di 54 cm.
Probabilmente senza saperlo - ma solo perché i tempi non erano maturi, almeno al di qua dell'oceano - Oddone stava descrivendo il meccanismo che poi, attraverso lo sviluppo della teoria della dislocazione elastica, dovuta al matematico italiano Vito Volterra, sarebbe diventato la chiave per l'intepretazione della deformazione crostale associata a qualunque grande terremoto. Loperfido colse il suggerimento al volo e pianificò la campagna di livellazione per la successiva primavera del 1915. L'entrata in guerra dell'Italia però lo costrinse a una battuta d'arresto, anche perché era lui stesso istruttore di balistica e aveva quindi obblighi militari impellenti; la campagna dovette quindi essere rinviata al 1917.


Quadro d'insieme delle misure di Loperfido
(da D'Addezio e Valensise, 1998).
L'insieme dei dati resi disponibili (18 differenze di quota 1917-1862), ancorché unico per il suo valore storico, presenta incertezze dovute essenzialmente alla non standardizzazione dei caposaldi e delle tecniche utilizzati nel rilievo del 1862. Nonostante questo, le informazioni fornite Loperfido hanno consentito una definizione senza precedenti della sorgente del terremoto del 1915, permettendo anche, come già era successo per il 1908, di vincolarne con buona precisione la posizione, la geometria, la lunghezza e la larghezza del piano di faglia, la sua profondità e l'entità della dislocazione cosismica.


Modello di sorgente per il terremoto del 1915, ricavata dalle osservazioni di Loperfido con vincoli geologici di superficie. La faglia indicata in rosso nella immagine a sinistra rappresenta la rottura cosismica descritta da Oddone. Nell'immagine a destra è mostrata invece l'estensione in profondità della faglia sismogenetica, vista lungo una sezione NE-SW. L'attività della faglia causa il progressivo basculamento verso NE del "Terrazzo di Pescina" (indicato in arancione nell'immagine di sinistra). Da D'Addezio e Valensise (1998).
Per la seconda volta in pochi anni la sismologia italiana precorreva i tempi: se le leggi sulle costruzioni in zona sismica promulgate nel 1909 all'indomani della catastrofe dello Stretto di Messina rappresentavano una novità assoluta nel panorama mondiale - destinata a rimanere un primato dell'Italia fino agli anni '20 del Novecento - la descrizione geodetica degli effetti del terremoto del 1915 rappresenta un unicum dovuto all'intuito e alla capacità di due grandi geoscienziati: Emilio Oddone e Antonio Loperfido. Ma la sismologia italiana di quegli anni purtroppo non fu abbastanza veloce a capire l'importanza di queste osservazioni, e anzi perse importanti occasioni di comprensione dei fenomeni sismici che le venivano fornite proprio dal verificarsi di grandi terremoti crostali come quello del 1915. Resta emblematica a questo riguardo l'aspra contesa che oppose il sacerdote Rosario Labozzetta, un brillante fisico che fu anche direttore dell'Osservatorio di Mileto, in Calabria, e Giovanni Agamennone, anch'egli fisico, romano, considerato il più eminente sismologo di quegli anni. Labozzetta aveva notato che la polarità del primo impulso (ovvero delle onde P) sui sismogrammi del terremoto del 1915 era di compressione in alcuni casi e di dilatazione in altri casi. Forse inconsapevolmente, Labozzetta stava arrivando a comprendere i fondamenti del meccanismo di doppia-coppia che è alla base dei terremoti tettonici, implicitamente introducendo in Europa ciò che Reid aveva appreso con le sue osservazioni del terremoto di San Francisco del 1906: una visione fortemente avversata da Agamennone, il quale rifacendosi alle convinzioni più in voga all'epoca riteneva che tale polarità dovesse essere la stessa su tutti i sismogrammi, come si osserva quando ha luogo una esplosione. Ma Agamennone operava a Roma, dal 1899 dirigeva il Regio Osservatorio Geodinamico di Rocca di Papa, ed era considerato un luminare: Labozzetta invece era un umile sacerdote di provincia, e alla fine dovette cedere (tra l'altro morì ad appena 39 anni). Labozzetta aveva visto giusto, come oggi sappiamo bene; e anche se il suo non fu il primo e non sarà l'ultimo caso in cui una verità scientifica viene conculcata a vantaggio di una ortodossia bendata, la vicenda è di quelle che amareggiano qualunque ricercatore.

Fu forse anche per episodi come quello appena ricordato, ma certamente anche a causa delle vicende belliche, che la ricerca sui terremoti tardò a prendere quota in Italia, e questo nonostante che la Società Sismologica Italiana sia stata fondata nel 1895 (peraltro con il concorso di Giovanni Agamennone), ovvero undici anni prima della omologa Seismological Society of America. Né riuscì a ripartire con la fine della guerra; al contrario, entrò in una fase di stanca che si trascinò sostanzialmente fino al 1936, quando sotto gli auspici di Guglielmo Marconi in seno al CNR sarebbe nato l'Istituto Nazionale di Geofisica, progenitore dell'attuale Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia; questa si una bella storia, raccontata con dovizia di dettagli da Franco Foresta Martin e Geppi Calcara in un volume pubblicato nel 2010.

Bibliografia essenziale
  • D'Addezio, G., e G. Valensise (1998). Il terremoto di Avezzano. Guida alla scoperta degli effetti del terremoto sull'ambiente naturale. Quaderni di Geofisica, 1, 1-19.
  • Foresta Martin, F., e G Calcara (2010). Per una storia della geofisica italiana - La nascita dell'Istituto Nazionale di Geofisica (1936) e la figura di Antonino Lo Surdo. Editore Springer, pp.190, Milano, 2010.
  • Loperfido, A. (1909). Livellazione geometrica di precisione eseguita dall'I.G.M, sulla costa orientale della Sicilia, da Messina a Catania, a Gesso ed a Faro Peloro e sulla costa occidentale della Calabria da Gioia Tauro a Melito di Porto Salvo, per incarico del Ministro dell'Agricoltura, Industria e Commercio. Relaz. Comm. Reale Acc. Naz. Lincei, p. 35.
  • Loperfido, A. (1919). Indagini astronomiche e geodetiche nell'area del terremoto marsicano, Atti Lavori Pubblici, pp. 95.
  • Oddone, E. (1915). Gli elementi fisici del grande terremoto marsicano-fucense. Boll. Soc. Sism. It., 19, 71-291.
  • Ward, S.N., e Valensise G. (1989). Fault parameters and slip distribution of the 1915, Avezzano, Italy, earthquake derived from geodetic observations. Bull. Seism. Soc. Am. , 79, 690-710
  • Valensise, G. (1989). Studio geodetico delle deformazioni del suolo conseguenti il terremoto di Avezzano (13 gennaio 1915). Boll. Geod. Sci. Aff., 47, 2, 121-136.