Il TCS Geological Information and Modeling (GIM) mira a realizzare prodotti e servizi standardizzati nel dominio della geologia basati principalmente su infrastrutture dati già esistenti (p.es. European Geological Data Infrastructure – EGDI) ma anche di valorizzare dataset specifici opportunamente standardizzati.

La comunità è rappresentata soprattutto dai servizi geologici nazionali la cui partecipazione avviene anche sotto il coordinamento di EuroGeoSurveys.

In Italia

La comunità del Servizio Tematico Informazioni Geologiche e di Modellazione (Thematic Core Service (TCS) Geological Information and Modeling) in Italia mira a consolidare i dati e i servizi geologici.

Tra le tipologie di dataset, si possono menzionare le stratigrafie dei sondaggi, le carte geologiche compresi i modelli 3D e 4D, informazioni sulle risorse minerarie  e sulla risorsa idrica sotterranea e sui rischi naturali di tipo geologico.

Gli Enti italiani EPOS ITALIA coinvolti nel TCS sono, ISPRA, INGV, ...
 

Dati e Servizi

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Catalogo e servizi di mappa di cartografia geologica (OneGeology, EGDI)

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Servizi di visualizzazione e di ricerca di stratigrafie di sondaggi geognostici (oltre 2,2 milioni) rese disponibili dai membri di EPOS GIM

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Servizi di visualizzazione e di ricerca di modelli 3D | 4D in alcuni settori della Francia, della Danimarca e dell’Italia (pianura padana centrale e area di Fossombrone)

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Servizi di visualizzazione e di ricerca di risorse minerarie (progetti ProMine, Minerals4EU, Mintell4EU)

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Catalogo e servizi di mappa di eventi di fagliazione superficiale

Per fagliazione superficiale si intende la dislocazione che si propaga sul piano di faglia sismogenetico dalla profondità alla superficie topografica. Le caratteristiche della fagliazione sono direttamente connesse al piano di rottura profondo e sono indicatori della localizzazione, della dimensione e della cinematica del piano cosismico. Questo fenomeno quando si verifica rappresenta un’opportunità unica per collezionare osservazioni dirette e dati che esprimono la complessità cosismica lungo e nell’intorno alla faglia responsabile del terremoto. 

Con questa motivazione di base, negli ultimi anni si sono costituiti gruppi di rilevatori che si sono attivati in maniera organizzata durante diverse emergenze sismiche in Italia e all’Estero al fine di ottimizzare i rilievi degli effetti geologici cosismici superficiali sull’ambiente naturale, ed in particolare della fagliazione superficiale, e di realizzare database omogenei.

Tra i terremoti più recenti per cui diverse squadre sono intervenute nell’immediato con attività di mappatura e catalogazione dei dati di rotture in superficie, citiamo la sequenza di Norcia del 2016 (es., Open Emergeo WG, https://doi.org/10.1080/17445647.2018.1441756)  e il terremoto di Petrinja del 2020 in Croazia (EUTeam, https://doi.org/10.1093/gji/ggac123). 

In entrambi questi eventi l’acquisizione, il processamento e la disseminazione dei dati hanno beneficiato di tecnologie avanzate e strumenti innovativi sviluppati solo negli ultimi anni, tra i quali modelli digitali del terreno estremamente accurati, strumenti GNSS e applicazioni GIS integrate per i rilievi sul campo.

Un database di fagliazione superficiale a livello globale è stato realizzato di recente ed include dati associati a forti eventi in tutto il mondo dalla fine del 1800 ad oggi (Baize et al., 2019 https://doi.org/10.1785/0220190144).

Altri cataloghi che contengono dati di fagliazione superficiale ed altri effetti cosismici ambientali sono EEE Catalogue (http://eeecatalogue.isprambiente.it/viewer.php) e CFTI5Med(http://storing.ingv.it/cfti/cfti5/)

Figure 1, 2, 3. L’immagine di sinistra mostra la scarpata di faglia del terremoto dell’Irpinia del 1980 attraverso il Pantano di San Gregorio Magno, alla terminazione sud della rottura dove il rigetto verticale era di 20-40 cm. Nel lato ribassato dei campi si era formato un impaludamento. A destra il confronto della stessa zona come appare oggi. La scarpata è stata modellata dai lavori agricoli ed in particolare oggi appare come una lievissima inflessione. Vedi anche immagine a destra, dove i rilevatori si trovano sul margine della parte ribassata. (INGV)

    Figure 1, 2, 3. Zona di fratturazione con componente laterale del movimento associata all’evento di Sellano del 15 ottobre 1997 (foto a sinistra e centrale). Le fratture che attraversavano la strada sterrata e i terreni adiacenti oggi non sono più presenti ma le tracce sono suggerite da piccoli avvallamenti e irregolarità lineari della pavimentazione, come osservato durante il processo di validazione e geolocalizzazione. (INGV)

     

    L'attività si concentra nella collezione e digitalizzazione di dati relativi alla fagliazione superficiale di eventi storici del secolo scorso. Il dataset realizzato è la somma delle osservazioni rilevate, a partire dall’immediatezza dell’evento sino ad oggi, partendo dalle fonti disponibili in letteratura, integrate con interpretazione di foto aeree e rilievi ad hoc. Sono tre gli eventi storici italiani che hanno prodotto rotture in superficie nell’ultimo secolo e che analizziamo, tra questi il più conosciuto e complesso è certamente il 1980, segue il 1997 con effetti di rotture in superficie più lievi e ambigue per la minore magnitudo ma su cui un gran numero di rilevatori ha lavorato nell'immediatezza dell'evento, ed infine il 1915 per cui si è prodotta una vistosa fagliazione la cui documentazione è ovviamente meno ampia ma comunque di buona qualità e sufficiente per configurare e georiferire l'assetto delle rotture principali. Alcune delle rotture del 1980 e 1997 sono ancora riconoscibili sul terreno, altre appaiono modificate nel tempo o completamente obliterate dai processi superficiali naturali o da interventi antropici. L’obiettivo è di ricostruire questo fenomeno che è associato ad un singolo evento sismico prima di perderne completamente traccia, realizzare un dataset quindi che non solo conserva nel tempo i dati rilevati, ma include una memoria visiva del fenomeno storico. 

    Per ogni evento si esegue un processo di validazione ed una geolocalizzazione dei dati attraverso dispositivi palmari GNSS, ovviando a posizionamenti manuali imprecisi dell’epoca pre-GNSS, basati unicamente su supporti cartacei a basso dettaglio. Le osservazioni sono armonizzate e strutturate in un dataset omogeneo di punti e linee georiferiti. I singoli punti e linee sono descritti dai parametri spaziali (lat, long, quota) e quando disponibili, dai parametri geometrici (entità del movimento del suolo, direzione della rottura, pendenza, lato ribassato), e commenti descrittivi dell’osservazione. La visualizzazione del fenomeno di fagliazione è garantita dalla georeferenziazione di immagini di repertorio e dal nuovo materiale fotografico che mostra l’attuale espressione della rottura.

    Impatto

    Il servizio per la fagliazione superficiale così costituito è un riferimento unico per la comprensione del fenomeno di pericolosità da fagliazione superficiale, una componente della pericolosità sismica di un territorio. I forti terremoti avvengono su faglie che purtroppo sono destinate a riattivarsi con ricorrenze più o meno lunghe in zone ad elevata pericolosità sismica, ed è per questo ad esempio, che la Faglia dell’Irpinia 1980 è ancora oggi oggetto di studio con la creazione di infrastrutture moderne per il suo monitoraggio. 

    Il servizio ha diverse ricadute in diversi ambiti di ricerca. Tra queste ad esempio:

    • aumentare le nostre conoscenze sui pattern della fagliazione, con ricadute significative per analisi in ambito di pericolosità sismica. 
    • inserire questa tipologia di dati in input per modelli di sorgente, attraverso analisi statistica dei datasets si possono definire nuove/aggiornate relazioni empiriche di scala tra parametri SR (RL, D, slip rates, etc.) e parametri sismologici. 
    • migliorare lo sviluppo di metodi probabilistici per valutazioni di pericolosità da fagliazione, quindi dati utili per pianificazioni del territorio in tempi di pace.

    Figure 1, 2, 3. Zona di fratturazione con componente laterale del movimento associata all’evento di Sellano del 15 ottobre 1997 (foto a sinistra e centrale). Le fratture che attraversavano la strada sterrata e i terreni adiacenti oggi non sono più presenti ma le tracce sono suggerite da piccoli avvallamenti e irregolarità lineari della pavimentazione, come osservato durante il processo di validazione e geolocalizzazione. (INGV)

     

    L'attività si concentra nella collezione e digitalizzazione di dati relativi alla fagliazione superficiale di eventi storici del secolo scorso. Il dataset realizzato è la somma delle osservazioni rilevate, a partire dall’immediatezza dell’evento sino ad oggi, partendo dalle fonti disponibili in letteratura, integrate con interpretazione di foto aeree e rilievi ad hoc. Sono tre gli eventi storici italiani che hanno prodotto rotture in superficie nell’ultimo secolo e che analizziamo, tra questi il più conosciuto e complesso è certamente il 1980, segue il 1997 con effetti di rotture in superficie più lievi e ambigue per la minore magnitudo ma su cui un gran numero di rilevatori ha lavorato nell'immediatezza dell'evento, ed infine il 1915 per cui si è prodotta una vistosa fagliazione la cui documentazione è ovviamente meno ampia ma comunque di buona qualità e sufficiente per configurare e georiferire l'assetto delle rotture principali. Alcune delle rotture del 1980 e 1997 sono ancora riconoscibili sul terreno, altre appaiono modificate nel tempo o completamente obliterate dai processi superficiali naturali o da interventi antropici. L’obiettivo è di ricostruire questo fenomeno che è associato ad un singolo evento sismico prima di perderne completamente traccia, realizzare un dataset quindi che non solo conserva nel tempo i dati rilevati, ma include una memoria visiva del fenomeno storico. 

    Per ogni evento si esegue un processo di validazione ed una geolocalizzazione dei dati attraverso dispositivi palmari GNSS, ovviando a posizionamenti manuali imprecisi dell’epoca pre-GNSS, basati unicamente su supporti cartacei a basso dettaglio. Le osservazioni sono armonizzate e strutturate in un dataset omogeneo di punti e linee georiferiti. I singoli punti e linee sono descritti dai parametri spaziali (lat, long, quota) e quando disponibili, dai parametri geometrici (entità del movimento del suolo, direzione della rottura, pendenza, lato ribassato), e commenti descrittivi dell’osservazione. La visualizzazione del fenomeno di fagliazione è garantita dalla georeferenziazione di immagini di repertorio e dal nuovo materiale fotografico che mostra l’attuale espressione della rottura.

    Impatto

    Il servizio per la fagliazione superficiale così costituito è un riferimento unico per la comprensione del fenomeno di pericolosità da fagliazione superficiale, una componente della pericolosità sismica di un territorio. I forti terremoti avvengono su faglie che purtroppo sono destinate a riattivarsi con ricorrenze più o meno lunghe in zone ad elevata pericolosità sismica, ed è per questo ad esempio, che la Faglia dell’Irpinia 1980 è ancora oggi oggetto di studio con la creazione di infrastrutture moderne per il suo monitoraggio. 

    Il servizio ha diverse ricadute in diversi ambiti di ricerca. Tra queste ad esempio:

    • aumentare le nostre conoscenze sui pattern della fagliazione, con ricadute significative per analisi in ambito di pericolosità sismica. 
    • inserire questa tipologia di dati in input per modelli di sorgente, attraverso analisi statistica dei datasets si possono definire nuove/aggiornate relazioni empiriche di scala tra parametri SR (RL, D, slip rates, etc.) e parametri sismologici. 
    • migliorare lo sviluppo di metodi probabilistici per valutazioni di pericolosità da fagliazione, quindi dati utili per pianificazioni del territorio in tempi di pace.

    Obiettivi e Impatto

     

     

    Maggiori informazioni sul TCS nella pagina TCS Geological Information and Modeling del sito web EPOS (in Inglese).

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