Sabato, 26 Agosto 2017 17:42

I satelliti europei ed italiani misurano lo spostamento del suolo avvenuto a Ischia a seguito del terremoto

A seguito del terremoto di Ischia del 21 agosto 2017, i ricercatori del CNR-IREA hanno misurato i movimenti permanenti del terreno grazie ai satelliti europei Sentinel-1 e italiani COSMO-SkyMed. È stato evidenziato un abbassamento del suolo con un valore massimo di circa 4 centimetri localizzato in un’area a ridosso di Casamicciola Terme.

Nell’emergenza post terremoto il Dipartimento della Protezione Civile (DPC), fin dalle primissime ore dopo il sisma, ha attivato il Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (CNR-IREA) di Napoli, in qualità di centro di competenza nel settore dell’elaborazione dei dati radar satellitari, per un’analisi volta alla misura dei movimenti del suolo conseguenti al sisma.

Utilizzando i dati radar dei satelliti europei Sentinel-1 (S1), del programma europeo Copernicus, e quelli della costellazione italiana COSMO-SkyMed (CSK), dellAgenzia Spaziale Italiana (ASI) - centro di competenza per le acquisizioni ed utilizzo dei dati satellitari - e del Ministero della Difesa, un team di ricercatori del CNR-IREA ha misurato con alta precisione i movimenti permanenti del suolo originati durante il terremoto, utilizzando la tecnica dell'Interferometria SAR Differenziale. Tale tecnica consente, confrontando immagini radar acquisite prima dell’evento con immagini successive al sisma, di misurare, lungo la linea di vista (LOS, Line of Sight) del sensore, lo spostamento del suolo avvenuto nell’intervallo temporale intercorso fra le due acquisizioni, con accuratezza centimetrica. Inoltre, disponendo dei passaggi da orbite differenti (ascendenti e discendenti) è possibile ricostruire anche la componente Verticale del campo di deformazione rilevato.

In Tabella 1 sono riportate le coppie interferometriche di immagini radar i cui risultati vengono mostrati di seguito. Si noti però che le coppie riportate in Tabella 1 sono solo una parte di quelle effettivamente elaborate dal CNR-IREA.

 

 Tabella 1: Coppie interferometriche co-sismiche relative al terremoto di Ischia

           Sensore                       Coppia interferometrica                      Lunghezza d’onda [cm]             Baseline perpendicolare [m]            Orbita     
S1 16082017 – 22082017 5.5 7 DISC
S1 16082017 – 22082017 5.5 55 ASC
S1 17082017 – 23082017 5.5 108 ASC
CSK 19082017 – 23082017 3.1 67 DISC

 

 

In Figura 1 sono mostrate le mappe di spostamento co-sismico in LOS ottenute a partire dalle coppie di dati S1 e CSK riportati in Tabella 1, calcolate nei pixel caratterizzati da una migliore qualità del segnale interferometrico (denominati pixel coerenti). Sebbene siano presenti nelle quattro mappe di spostamento alcuni effetti legati ad artefatti atmosferici, in tutte risulta evidente una zona caratterizzata da un effetto di allontanamento dal radar (rappresentata in colore rosso), a circa un chilometro a sud-ovest dell’area di Casamicciola Terme.

 

Fig.1 piccola

Figura 1 – Mappe di deformazione (in LOS) ottenute a partire dai dati SAR Sentinel-1 (S1) e COSMO-SkyMed (CSK). (a) mappa ottenuta dalla coppia interferometrica S1 ascendente relativa all’intervallo 16082017 – 22082017; (b) mappa ottenuta dalla coppia interferometrica S1 discendente relativa all’intervallo 16082017 – 22082017; (c) mappa ottenuta dalla coppia interferometrica S1 ascendente relativa all’intervallo 17082017 – 23082017; (d) mappa ottenuta dalla coppia interferometrica CSK discendente relativa all’intervallo 19082017 – 23082017.
I dati S1 sono copyright di Copernicus (2017). I dati CSK sono copyright di ASI (2017).

 

 

Grazie all’utilizzo congiunto delle mappe di deformazione di Figura 1 ottenute da orbite ascendenti (per le quali i satelliti si spostano da Sud a Nord) e discendenti (da Nord a Sud), è stato poi possibile stimare la componente Verticale degli spostamenti del suolo rilevati. Essa viene mostrata in Figura 2, rappresentandola sia con una vista in pianta, sia con una vista 3D. In particolare, è stato rilevato un abbassamento del suolo fino ad un massimo di 4 centimenti in un’area (rappresentata in colore rosso) a ridosso di Casamicciola Terme, la più colpita dai crolli.
Tali risultati confermano quanto già riscontrato a seguito delle prime rilevazioni satellitari effettuate dal CNR-IREA, e sono stati condivisi anche con lIstituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), in uno scenario di fattiva e proficua collaborazione. Inoltre, le deformazioni rilevate sono consistenti con la localizzazione del terremoto presentata dall’INGV il 25 agosto 2017.

Fig 2 piccola

Figura 2 – Componente verticale degli spostamenti del suolo stimata a partire dai risultati mostrati in Figura 1.: a) vista in pianta; b) vista in 3D. La stella bianca indica la posizione dell’epicentro a seguito della localizzazione del terremoto presentata il 25 agosto 2017. I dati S1 sono copyright di Copernicus (2017). I dati CSK sono copyright di ASI (2017).

Si segnala che ottenere in tempi brevi un quadro sinottico delle deformazioni e degli spostamenti del suolo causati da un sisma nell’area epicentrale rappresenta uno degli obiettivi del Dipartimento della Protezione Civile, durante un’emergenza sismica. In questo caso specifico i risultati ottenuti sono frutto della lunga e consolidata collaborazione fra il Dipartimento e i propri Centri di Competenza – in questo caso CNR-IREA e ASI. Sulla base delle loro competenze, questi centri supportano il DPC nell’utilizzo dei dati e delle informazioni satellitari e nella loro integrazione con i dati in situ forniti dagli altri Centri di Competenza. Quest’attività ha permesso lo sviluppo di prodotti, metodi e procedure che hanno migliorato le capacità del Servizio Nazionale della Protezione Civile nella risposta all’emergenza.


Al link seguente 
IREA_video_deformazioni_Ischia.zip è possibile scaricare un video preparato dall'Irea-Cnr e un file di  descrizione.

  


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