1. Premessa

Da alcuni anni, in diverse occasioni si è manifestata l'esigenza dell'avvio di un processo di convergenza delle attività di ricerca dei diversi gruppi attivi nell'ambito della Sismologia Storica, allo scopo di rendere disponibile alla comunità scientifica e a una utenza più ampia documenti rappresentativi del complesso di conoscenze acquisite, sia in termini di dati di base, sia di elaborati più complessi, quali i cataloghi parametrici di terremoti. Tracce visibili di queste esigenze si ritrovano nel cosiddetto "documento Barberi" della primavera del 1996, nella risoluzione adottata dai partecipanti alla conferenza di Erice sul Rischio Sismico nel settembre dello stesso anno e, soprattutto, nel contributo preparato per il PE97 del GNDT da P. Gasperini, E. Guidoboni e M. Stucchi. La versione di quel documento, confluito nella prima bozza di PE97, così si esprimeva:

"La sismologia storica produce un potenziale di informazioni che ha un importanza decisiva nelle valutazioni di pericolosità sismica e di rischio sismico. Accanto all'utilizzo dei cataloghi parametrici, che richiedono per altro l'integrazione con i parametri estraibili da dati strumentali, le osservazioni dirette trovano sempre maggior utilizzo nel riconoscimento delle strutture sismogenetiche, nella definizione dei parametri di attenuazione, nella individuazione di anomalie locali, nella valutazione della pericolosità sismica con approcci di sito, nella definizione della storia sismica di edifici, nella definizione della vulnerabilità di abitati, ecc.  In Italia esiste un elevato potenziale di ricerca in questo settore, che si pone in posizione preminente anche a livello europeo".

Tale documento proponeva poi un programma di ricerca per il miglioramento del dataset utilizzato per le valutazioni di pericolosità, articolato in fasi che fornissero anche alcuni prodotti intermedi direttamente utilizzabili a fini di protezione civile. La prima di queste fasi prevedeva la "Definizione di un dataset unificato utilizzabile per le valutazioni di pericolosità", a sua volta articolato in quattro sub-obiettivi:

• un primo livello di integrazione preliminare, costituito dalla redazione di un catalogo parametrico unificato;
• un secondo livello di integrazione, anch'esso preliminare, costituito dalla compilazione di un database comprendente sia il catalogo parametrico che i dati di intensità;
• un terzo livello di integrazione, costituito dalla parziale integrazione a livello di piani quotati degli eventi che non presentassero valutazioni fortemente discordanti e la inclusione nel database delle bibliografie e del materiale documentale disponibile in formato informatico;
• un quarto e definitivo livello di integrazione, costituito dalla totale confluenza a livello di piani quotati, di bibliografie, e dalla rivalutazione complessiva degli eventi che presentassero stime particolarmente discordanti.

Le fasi successive prevedevano poi l'avvio di ricerche "innovative e mirate a obiettivi specifici", quali:

• l'estensione dell'intervallo temporale e la definizione della completezza del catalogo;
• la valutazione delle caratteristiche di vulnerabilità dell'ambiente antropico nel corso dei diversi periodi storici;
• il miglioramento delle storie sismiche di sito, utilizzabili per la valutazione diretta dell'hazard, e della loro completezza.

L'articolazione operativa di queste indagini, prevedeva l'adeguamento delle conoscenze su terremoti chiave, il miglioramento delle conoscenze sulle storie sismiche di siti selezionati, lo studio di aree silenti, ricerche di archeologia sismica, lo studio delle variabili storiche degli eventi sismici, oltre ad alcune ricerche finalizzate al miglioramento delle tecniche di elaborazione ed analisi dei dati stessi.

Infine era prevista una opportuna diffusione dei dati attraverso la pubblicazione dei risultati a stampa e in formato multimediale.

2. Il Catalogo Parametrico ("unificato") dei Terremoti Italiani

Il Catalogo "unificato"  rappresenta quindi solo il primo livello di integrazione, del tutto preliminare, dei dataset storico-sismologici esistenti. Per questo il percorso di compilazione - che pure si è rivelato più complesso e oneroso del previsto - non è entrato nel merito di un confronto specifico fra i diversi studi esistenti sui terremoti in gioco, ma si è limitato a definire una serie di criteri generali "freddi" per la selezione di uno studio di riferimento, e ha investito più energie nella definizione delle modalità di parametrizzazione, tenendo conto delle esperienze e delle sensibilità maturate dai diversi gruppi di ricerca.

2.1 Criteri di selezione degli studi di riferimento

Il problema della scelta si è posto ovviamente solo per i terremoti per i quali sono disponibili studi diversi (circa 300 casi).  La selezione dello studio di riferimento è stata effettuata sulla base di criteri "freddi" di tipo quantitativo e su una valutazione speditiva della qualità della ricerca svolta (con l'accordo generale dei gruppi coinvolti), tenendo conto anche del numero di punti di intensità espressi per ciascun terremoto.  Un criterio di carattere più generale, che ha guidato l'operazione di selezione dello studio di riferimento è stata la distribuzione spazio-temporale degli studi: al fine di garantire una relativa omogeneità nell'assegnazione dell'intensità macrosismica, si sono privilegiate scelte omogenee degli studi di riferimento, su base territoriale. Nel caso dell'Italia Centrale, ad esempio, ove le ricerche sismologico-storiche del GNDT hanno avuta una notevole consistenza e continuità, si sono privilegiati tendenzialmente studi GNDT; al contrario, per l'Italia Meridionale e la Sicilia, ove tradizionalmente forte è stata l'attività di ricerca ING-SGA, si sono privilegiati studi ING-SGA.  In questo modo, in teoria, il parametro intensità al sito ha una certa omogeneità su base territoriale, riducendo le possibili disomogeneità indotte dall'intervento di 'mani' diverse su una stessa area.  In questo modo si è evitato un lungo e complesso processo di confronto dei dati di base (fonti) e una loro ri-parametrizzazione, che  dovrà essere oggetto di un progetto più lungo e articolato.

2.2 Criteri di parametrizzazione

L'impegno maggiore è stato dedicato alla ri-parametrizzazione dei dati, utilizzando criteri omogenei su tutto il catalogo, sfruttando da una parte l'avanzato grado di formalizzazione delle procedure di parametrizzazione del gruppo CFTI, dall'altra la consuetudine ad un attento controllo manuale dei dati e della loro parametrizzazione da parte del gruppo GNDT.

I più significativi criteri di parametrizzazione adottati sono i seguenti:

Localizzazione epicentrale (Lat, Lon): è stata ricalcolata per TUTTI i terremoti dotati di dati di base macrosismici attraverso l'algoritmo automatico Gasperini e Ferrari (1997). Per tutti i terremoti la cui localizzazione è risultata divergere in modo significativo da quella proposta dal catalogo NT4.1.1, è stata effettuata una  lunga e accurata verifica manuale,  mediante l'utilizzo di  un GIS, della distribuzione dei punti di intensità mirante ad evidenziare eventuali errori o anomalie (di georeferenziazione di singoli punti, ad es.), ricorrendo, in alcuni casi, al riesame dei dati di base. Per alcuni terremoti caratterizzati da una distribuzione fortemente anomala dei punti disponibili, come ad esempio nel caso di terremoti con epicentro in mare in aree di frontiera, la localizzazione è stata determinata manualmente, tenendo conto anche di altri criteri (considerazioni di tipo storico, indicazioni derivanti da dati strumentali eventualmente disponibili, ecc.). Questo intervento, così come tutti gli altri interventi manuali correttivi di determinazioni formalizzate, è stato evidenziato mediante un apposito codice.

Intensità epicentrale (Io): è stata rideterminata a partire dai dati di base per tutti i terremoti, seguendo i criteri di NT4.1.1.

Magnitudo (Me, Mm, Ms, Ma): sono state determinate quattro possibili alternative:

• magnitudo macrosismica equivalente Me (Gasperini e Ferrari, 1997);
• magnitudo macrosismica Mm secondo le relazioni tabellare (per tutta l'Italia esclusa la regione etnea) e funzionale (per la sola regione etnea) proposte da Rebez e Stucchi (1996), rideterminata utilizzando il campione di dati disponibile per CPTI;
• magnitudo strumentale Ms (ripresa da NT4.1.1);
• magnitudo Ma ottenuta come media pesata degli altri valori di magnitudo;

Per ogni valore è fornito l'errore associato alla stima; inoltre per Ms ed Mm la modalità di determinazione è espressa da un "codice di determinazione".

Fig. 1 - Eventi  del Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani con Ma >= 50

3. Alcuni problemi

Molti problemi affrontati nella fase di redazione di questo catalogo hanno richiesto soluzioni speditive su questioni, viceversa, complesse. Si è ritenuto comunque opportuno e utile procedere sulla base di un accordo di fondo su soluzioni di mediazioni, rinviando alle fasi successive del progetto la discussione approfondita di singoli problemi e situazioni. Le questioni principali hanno riguardato principalmente non la determinazione dei parametri, su cui questo catalogo rappresenta certamente un passo avanti per tutti i ricercatori coinvolti, ma la selezione degli studi di riferimento.

Fig. 2 - Distribuzione delle classi di magnitudo in NT4.1.1 e in CPTI

Gli studi disponibili sono il prodotto di ricerche complesse, condotte da due gruppi di ricercatori che hanno operato seguendo strategie di ricerca e obiettivi diversi. Quello che ne è risultato sono studi in molti casi coincidenti nei risultati, in alcuni casi diversi sia come bacino di fonti utilizzate, sia - e soprattutto - come interpretazione e parametrizzazione delle fonti. E' evidente quindi che in questi casi nessuna scelta è pienamente soddisfacente e risulta opportuno un processo di integrazione a livello di fonti, un confronto dialettico delle strategie di ricerca e dei rispettivi esiti, una convergenza delle procedure di formalizzazione delle informazioni raccolte. Tutto questo sarà possibile solo quando si avvierà una fase più avanzata del progetto.

Un ulteriore problema, discusso dal Gruppo di Lavoro senza esiti completamente soddisfacenti, è quello della rappresentatività ai fini di un utilizzo per le stime di hazard, di alcuni eventi inclusi nel catalogo, e particolarmente di quelli compresi nella finestra cronologica antecedente l'anno 1000. E' evidente che il livello di definizione di alcuni eventi chiave per determinate aree (si pensi alla Toscana sud-occidentale in relazione all'evento datato -217 Ma=6.5) non è comparabile alla media degli altri eventi per i quali sono disponibili dati di base, anche se non mancano problemi di genere analogo anche nella finestra temporale successiva al 1000, o addirittura nelle porzioni più recenti del catalogo.

4. Qualche prospettiva per il futuro

Questo Catalogo voleva essere ed è il risultato di una operazione speditiva, rappresentando, da una parte, un contributo alle esigenze più immediate del Dipartimento della Protezione Civile, dall'altra un primo approccio operativo e collegiale al problema, in vista di iniziative più articolate e complesse, decisamente più allettanti dal punto di vista scientifico. Resta molto da fare, sia nella direzione di rendere disponibile un catalogo molto più avanzato, basato su una analisi approfondita dei dati disponibili (compresi i contributi resi disponibili dopo l'avvio di questo progetto) e, in alcuni casi, sulla parametrizzazione di studi integrati, sia nella direzione dell'avvio di ricerche nuove (su terremoti ancora non adeguatamente conosciuti) e innovative (su tematiche finora non compiutamente esplorate: terremoti sconosciuti, analisi di completezza, storie sismiche al sito, ecc.).

Bibliografia

Gruppo di Lavoro CPTI*, 1999. Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani, pubblicato da ING, GNDT, SGA e SSN, Compositori ed., Bologna.

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* Il Gruppo di Lavoro è costituito da E. Boschi, P. Gasperini, G. Valensise (ING), R. Camassi, V. Castelli, M. Stucchi, A. Rebez, G. Monachesi, M.S. Barbano, P. Albini (GNDT), E. Guidoboni, G. Ferrari, D. Mariotti, A. Comastri (SGA), D. Molin (SSN, con la collaborazione di R. Azzaro, H. Coppari, E. Ercolani, A. Zerga (GNDT), M.G. Bianchi, M. Modè (SGA), G. Vannucci (ING).