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Nonostante la copiosa copertura nevosa e le condizioni meteorologiche avverse, i satelliti Sentinel-1 and ALOS-2 hanno consentito a un gruppo di ricercatori dell’IREA-CNR di rilevare la deformazione della superficie terrestre indotta dalla recente sequenza sismica dell’Italia centrale, la cui scossa principale ha raggiunto la magnitudo di 5.5 il 18 gennaio 2017.

Grazie alla elaborazione congiunta di due immagini radar acquisite a cavallo dell'evento principale dalla costellazione Sentinel-1 del programma europeo Copernicus, è stato possibile generare l’interferogramma co-sismico (Figura 1a), una mappa che permette ai ricercatori di collegare direttamente il segnale radar allo spostamento del suolo.

Sfruttando i dati di ALOS-2 dell'Agenzia Spaziale Giapponese (JAXA), è stata effettuata un'analisi simile che conferma i risultati ottenuti tramite i dati di Sentinel-1 (vedi figura 1b).

A partire dagli interferogrammi generati, sono state poi derivate le corrispondenti mappe di deformazione che mostrano (vedi figure 1c e 1d) l’allontanamento della superficie terrestre dal satellite fino a un massimo di circa 10 cm in un’area a sud di Amatrice. Uno zoom dell'area affetta dalle deformazioni co-sismiche  (rappresentate in rosso) è mostrato in figura 2. 

Queste mappe sono state successivamente fornite all’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) per consentire di modellare la sorgente che ha causato l'evento sismico.

Un'analisi più dettagliata è fornita al seguente link:

https://doi.org/10.5281/zenodo.266966

L'attività è coordinata dal Dipartimento della Protezione Civile (DPC) e viene eseguita da un gruppo di ricerca dell'Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IREA di Napoli) e dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), che sono Centri di competenza nei settori dell’elaborazione dei dati satellitari e della sismologia, rispettivamente, con il supporto dell'Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Il programma Copernicus è diretto dalla Commissione Europea. L'Agenzia Spaziale Europea (ESA) gestisce i due satelliti Sentinel-1 ed ha anche il compito di sviluppare i satelliti Sentinel. I dati ALOS-2 sono stati forniti dalla JAXA nel quadro di un accordo con l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) per lo scambio di dati utili alla gestione delle emergenze. 

L’attività è stata anche supportata dal progetto GEP dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e dal progetto "Infrastruttura di Alta tecnologia per il Monitoraggio Integrato Climatico-Ambientale" (I-AMICA) finanziato dal MIUR nell'ambito del Programma Operativo Nazionale (PON).


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 Figura 2 - Zoom dell'area affetta dalle deformazioni co-sismiche ottenuto a partire dalla mappa Sentinel-1 di Figura 1c. 
 Per visualizzare l'immagine su Google Earth clicca qui
      
 rsz figure1Figura 1 - a) Interferogramma co-sismico da dati radar Sentinel-1 relativo alla coppia 12012017-24012017 ascendente (Track 117). b) Interferogramma co-sismico da dati radar ALOS-2 relativo alla coppia 02112016-25012017 ascendente (Track 197). c) Mappa di deformazione co-sismica in LOS relativa all’interferogramma Sentinel-1 mostrato in Figura 1a. d) Mappa di deformazione co-sismica in LOS relativa all’interferogramma ALOS-2 mostrato in Figura 1b. La stella nera indica la posizione dell’epicentro Mw 5.5 del 18/1/17. Le principali strutture nella regione sono indicate in nero. I dati Sentinel-1 sono copyright di Copernicus (2017). I dati ALOS-2 sono copyright di JAXA (2016-2017).
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

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Una nuova animazione in 3D, realizzata dall'Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente del CNR, mostra in maniera evidente quali sono stati gli spostamenti del suolo nell'Italia centrale provocati dai terremoti del 24 agosto e del 26 e 30 ottobre 2016.

L'animazione si basa sui dati del satellite giapponese ALOS 2, che confermano sostanzialmente il trend di deformazione rilevato in precedenza dai dati acquisiti dai satelliti Sentinel-1 del programma europeo Copernicus e COSMO-SkyMed dell'Agenzia Spaziale Italiana.

 

3D terremoto

 

L'animazione mostra l'abbassamento del suolo di circa 20 centimetri nell'area di Accumoli, di circa 70 centimetri nella zona di Castelluccio e il sollevamento di circa 20 centimetri di Norcia e dell'area circostante; si evidenzia anche lo spostamento di Norcia di oltre 30 centimetri a Ovest e quello dell'area di Montegallo di quasi 40 centimetri verso Est.

Le deformazioni co-sismiche rilevate (a sinistra la componente verticale, a destra quella orizzontale Est-Ovest) sono state ottenute con la tecnica dell'interferometria radar differenziale a partire dai dati radar ALOS 2 acquisiti il 09/09/2015, il 24/08/2016 e il 02/11/2016 da orbite ascendenti, ed il 25/05/2016, 31/08/2016 e 09/11/2016 da orbite discendenti.

L'attività svolta è coordinata dal Dipartimento della Protezione Civile (DPC). Inoltre, essa si inquadra nell'ambito della collaborazione tra l’IREA e l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), centri di competenza nei settori dell’elaborazione dei dati radar satellitari e della sismologia, e si avvale del supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). I dati ottenuti dal satellite ALOS 2 sono frutto degli accordi esistenti tra l'ASI e l’Agenzia Spaziale Giapponese (Jaxa).

 

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Lo studio delle deformazioni del suolo e delle sorgenti sismiche, focalizzato ora sul terremoto del 30 ottobre 2016, si arricchisce di nuovi importanti risultati ottenuti grazie alla elaborazione delle immagini radar della costellazione Sentinel-1 acquisite da orbite ascendenti e discendenti 

 

Grazie alle nuove immagini radar, acquisite il 1 novembre 2016 da orbite ascendenti e discendenti dai sensori (operanti in banda C) della costellazione Sentinel-1 del Programma Europeo Copernicus, le elaborazioni effettuate dal CNR-IREA utilizzando la tecnica dell’interferometria radar differenziale hanno ora rilevato, in tutta la sua estensione (circa 1100 Km quadrati) e complessità, il campo di deformazione originato dal terremoto.

In particolare, combinando le mappe di deformazione ottenute dalle immagini Sentinel-1 ascendenti e discendenti (Figura 1A e Figura 1B, rispettivamente) è stato possibile stimare gli spostamenti sia verticali, sia nella direzione est-ovest. Si evidenziano due grossi lobi di deformazione orizzontale (Figura 1C), uno con uno spostamento verso est baricentrato all’incirca nell’area di Montegallo (con un massimo di circa 40 cm), l’altro con spostamenti verso ovest centrati nell’area di Norcia (con un massimo spostamento di circa 30 cm). 

 

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Figura 1 Risultati delle analisi realizzate con dati Sentinel-1 del Programma Copernicus: in alto sono riportate le due mappe di deformazione co-sismica (nelle linee di vista del radar), ottenute da orbite ascendenti (pannello A) e discendenti (pannello B) con la tecnica dell'interferometria radar differenziale, a partire dai dati radar Sentinel-1 acquisiti il 26/10/2016 (immagini pre-evento) ed il 01/11/2016 (immagini post-evento); in basso sono mostrate le mappe delle componenti est-ovest (pannello C) e verticale (pannello D) delle deformazioni superficiali, ottenute sfruttando congiuntamente i passaggi ascendenti (Sud-Nord) e discendenti (Nord-Sud). La stella rossa rappresenta l’epicentro del terremoto del 30 ottobre 2016, quelle bianche gli epicentri degli eventi del 24 agosto e del 26 ottobre 2016

 

Si evidenziano anche significative deformazioni verticali (Figura 1D) caratterizzate da una forte subsidenza, di almeno 60 cm nell’area di Castelluccio (già emersa dalle prime analisi dei dati Sentinel-1), e da una deformazione verticale in sollevamento di circa 12 cm nell’area di Norcia. Fra l’altro, gli effetti relativi all’area di Norcia erano già in parte emersi dall’analisi effettuata utilizzando congiuntamente i primi dati Sentinel-1 e quelli della costellazione italiana COSMO-SkyMed (operante in banda X) sviluppata dall'Agenzia Spaziale Italiana in cooperazione con il Ministero della Difesa.

Si segnala infine che, a causa delle notevoli entità delle deformazioni avvenute, è possibile che gli spostamenti rilevati siano sottostimati anche di un 30% ma tali effetti saranno corretti grazie alle nuove acquisizioni già previste nei prossimi giorni, in particolare quelle del sensore radar (operante in banda L) a bordo del satellite giapponese ALOS 2.

L’attività è coordinata dal Dipartimento della Protezione Civile (DPC) e viene svolta da un team di ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IREA di Napoli) e dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV)centri di competenza nei settori dell’elaborazione dei dati radar satellitari e della sismologia, con il supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI).

 

Il programma Copernicus è diretto dalla Commissione Europea. L'Agenzia Spaziale Europea (ESA) è responsabile dello sviluppo dei satelliti Sentinel e gestisce i due satelliti Sentinel-1. 

 
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