PaleoBAYES e PaleoEcA: Innovazioni nella Ricostruzione della Storia Sismica

Un team di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e della Southern University of Science and Technology (SUSTech) ha recentemente sviluppato due strumenti innovativi: l’algoritmo open source PaleoBAYES e il database PaleoEcA. Questi strumenti sono progettati per ricostruire la storia sismica dell’Italia, risalendo a eventi precedenti all’era dei sismografi.

PaleoBAYES integra tre misurazioni geologiche fondamentali: il rigetto (spostamento della superficie), la lunghezza della rottura della crosta e l’età dell’evento sismico. Adottando un approccio probabilistico basato sull’inferenza bayesiana, l’algoritmo associa a ogni misura la relativa incertezza, producendo così un intervallo di credibilità per ogni evento invece di una singola stima puntuale. Ciò rappresenta un significativo passo avanti rispetto ai metodi tradizionali di stima della magnitudo.

Il database PaleoEcA raccoglie informazioni su 44 paleoterremoti che si sono verificati nell’Appennino centrale negli ultimi 27.000 anni. Questo catalogo è cruciale per comprendere la frequenza e l’intensità degli eventi sismici passati, fornendo un quadro più chiaro della storia sismica della regione.

PaleoBAYES tiene conto del degrado temporale delle tracce sismiche, cioè della probabilità di preservazione che diminuisce con l’età. Inoltre, incorpora la distribuzione di frequenza delle magnitudo, come descritta dalla legge di Gutenberg-Richter. Per i 44 eventi analizzati, l’incertezza al 95% nelle stime di magnitudo si attesta tipicamente nell’intervallo ±0,3–0,7 unità.

Un test condotto su eventi storici ha dimostrato l’affidabilità del modello: per il terremoto del Fucino del 1915, PaleoBAYES ha fornito una magnitudo stimata di M 6,83 ±0,13, in linea con i rilievi strumentali e macrosismici che indicano una magnitudo compresa tra M 6,7 e 7,0.

Un aspetto interessante emerso dall’applicazione di questo metodo nell’Appennino centrale è che le tracce geologiche osservabili tendono a campionare prevalentemente eventi di elevata intensità. I terremoti con magnitudo inferiore a circa 6,5 hanno una probabilità molto bassa di lasciare tracce che sopravvivano fino ad oggi, il che implica che il catalogo paleosismologico tende a rappresentare la coda estrema della distribuzione delle magnitudo.

L’integrazione di PaleoBAYES con il catalogo PaleoEcA offre uno strumento potente per passare da stime deterministiche a valutazioni probabilistiche e riproducibili del rischio sismico. Questo approccio evidenzia l’importanza di considerare la soglia di completezza e di propagare rigorosamente le incertezze, per evitare distorsioni sistematiche nelle valutazioni di pericolosità sismica.