Figura: Pannelli superiori: immagini del rilievo topografico sul tetto dell'edificio, la stazione totale (a sinistra) e il prisma (a destra). Pannelli inferiori: il gravimetro assoluto Microg_LaCoste FG5 #238 (a sinistra) e il Micro-g_LaCoste A10 #39 (a destra).
Berrino G.1, Greco F.2, Riguzzi F.3, Fortunato M.4, Mazzoni A.4, Sonnessa A.5
1INGV-OV Napoli, 2INGV-OE Catania, 3INGV-ONT Roma
4DICEA, Sapienza Università, Roma
5DICATECh Politecnico di Bari
L'area italiana è interessata da continue deformazioni del suolo e/o trasferimenti di massa di varia origine, che agiscono su scale temporali differenti e che modificano significativamente il campo di gravità nel tempo. In aree geodinamicamente attive come l’Italia, le principali variazioni di gravità sono dovute ad eventi episodici di origine vulcanica e sismica, che possono modificare singolarmente il valore di gravità generalmente entro poche centinaia di μGal. Tuttavia, poiché questi eventi si ripetono spesso nel tempo, i loro effetti possono cumularsi in modo significativo.
Nel 2018 l’INGV ha finanziato il progetto “Ricerca Libera” dal titolo: “Feasibility of an absolute gravity network in central Italy: toward a multi-disciplinary approach to natural risk assessment”, mirato a misurare le variazioni di gravità e le deformazioni del suolo su tempi diversi eventualmente associati al rilassamento post-sismico nell'area dove si sono verificati i recenti eventi sismici dell’Aquila (Mw 6.3 del 2009) e Amatrice-Norcia (Mw 6.1 e 6.5 del 2016). A tal fine, è stata realizzata una rete di cinque stazioni di gravità assoluta e GNSS nell'Italia centrale (Terni, Popoli, Sant'Angelo Romano, Università dell'Aquila e INFN Laboratori Nazionale del Gran Sasso (LNGS).
La stazione gravimetrica assoluta dell’Aquila (AQUIg) è situata all’interno del Laboratorio di Geomagnetismo della Facoltà di Scienze dell'Università (Coppito). Questo sito è stato realizzato all'interno del laboratorio per poter lasciare operativi i gravimetri per diverse ore. Le misure di gravità assoluta forniscono la misura di g con elevata accuratezza e pertanto, al fine di stimare il posizionamento preciso del sito di misura, devono necessariamente essere effettuate anche misure di accurate di coordinate. Il sito AQUIg si trova nello stesso edificio, esattamente 4 piani sotto la stazione GNSS permanente di AQUI, che è un punto di riferimento della rete internazionale EUREF, le cui coordinate sono monitorate di continuo e note a livello di qualche mm. Quindi, mentre le coordinate planimetriche di AQUIg corrispondono a quelle di AQUI (entro il m), la sua quota non può essere misurata direttamente, ma deve essere ottenuta indirettamente stimando la sua posizione rispetto all'antenna di AQUI. Ciò è stato fatto mediante un rilievo topografico classico con una stazione totale, che ha permesso di stimare la differenza di quota tra AQUI e il sito gravimetrico assoluto AQUIg in 14.970±0.003 m.
All'epoca delle misure gravimetriche effettuate nel 2018, la quota ellissoidica della stazione GNSS AQUI era di 712.974±0.003 m e dunque la quota ellissoidica riportata al sito gravimetrico alla stessa epoca è 698.004±0.005 m.
Dato che le misure di gravità assoluta sono riferite alla superficie equipotenziale del campo di gravità, dobbiamo riferire la quota di AQUIg alla stessa superficie, passando da quote ellissoidiche a quote ortometriche, pertanto è necessario conoscere l’ondulazione del geoide in AQUIg. Utilizzando il più recente modello di geoide per l’area italiana, si ottiene la quota ortometrica di 649.32 m.
Le misure di gravità sono state effettuate con due gravimetri assoluti balistici disponibili presso INGV: il gravimetro trasportabile Micro-g_LaCoste FG5 #238 (gestito da INGV-OE) e il gravimetro portatile Micro-g_LaCoste A10 #39 (gestito da INGV-OV). Il gravimetro FG5 è progettato per effettuare misure in laboratorio o in siti protetti, mentre l’A10 è progettato appositamente per poter effettuare misure di campagna, anche di tipo speditivo, pur preservando le caratteristiche di strumento di laboratorio.
Il valore g è stato misurato alle due differenti altezze strumentali, quindi è stato riportato al punto a terra AQUIg, la cui quota è stata stimata dal rilievo topografico, tenendo conto del gradiente verticale di gravità locale misurato appositamente.
Il lavoro esteso è stato sottomesso per la pubblicazione su Annals of Geophysics
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato effettuato nell’ambito del progetto “Ricerca Libera” 2018 intitolato: “Feasibility of an absolute gravity network in central Italy: toward a multi-disciplinary approach to natural risk assessment”, finanziato dall’ INGV, D.P. 453 8/11/2017 (Prot. N. 14830 – Proponenti: G.B, F.G. e F.R. – Responsabile G.B.).
Ringraziamo Patrizia Francia, Andrea Piancatelli e Vinicio Argentieri per aver reso disponibile il laboratorio di Geomagnetismo e l’accesso al terrazzo di copertura dell’edificio per i rilievi topografici e gravimetrici.
Ringraziamo anche Mattia Crespi per la pianificazione e supervision del rilievo topografico; Lorenzo Lastilla, Roberta e Michela Ravanelli per l’assistenza durante le misure.
Siamo grati a A. Amantia, A. Massucci e G. Ricciardi per le misure gravimetriche e GNSS nell’ambito del progetto.