Sismicità indotta da attività antropiche in Italia

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Introduzione
MISE, ISPRA, Monitoraggio, Ricerca
Sismicità (indotta?) da attività antropica in Italia
Conclusioni
Sismicità indotta da attività antropiche in Italia
Giornata di studio: La prevenzione del rischio sismico tra
sostenibilità e resilienza
Thomas Braun1
1 Istituto
Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
Sezione di Sismologia e Tettonofisica
Osservatorio di Arezzo
20-Ott-2016 / ENEA - Roma
Introduzione
Conclusioni
Indice
1
Introduzione
Sismicità naturale, indotta, innescata
Possibili cause e esempi per sismicità antropogenica
Seismic hazard
2
Linee Guida MISE
Terremoti antropogenici ipotizzati/documentati in Italia
Approccio di discriminazione
3
Geotermia: Amiata (2000), Torre Alfina (2016)
Produzione idrocarburi: Caviaga (1951)
Produzione Idrocarburi: Cavone (2012)
Invaso e reinienzione: Val d’Agri (2001-2014)
CO2 Produzione: Valle Alto Tiberina (2010)
4
Conclusioni
Introduzione
Conclusioni
Interesse in Italia sul tema della sismicità indotta
m/p=mesi/persona, "money"/progetto
Introduzione
Conclusioni
Definizione di differenti tipi di sismicità
sismicità naturale: ... è connessa a faglie pre-esistenti,
orientati secondo la sismo-tettonica locale/regionale.
sismicità indotta: ... è interamente controllata dalle
variazioni di stress antropogeniche. Terremoti indotti non
occorrerebbero senza l’intervento umano. L’intero
processo di rottura è comandato dallo stress
antropogenico.
sismicità triggerata: terremoti innescati avvengono su
sistemi di faglia favorevolmente orientati in accordo con il
predominante campo di stress locale/regionale e le
strutture geologiche principali. Le variazioni di stress
antropogenici innescano il processo di rottura ma non
controllano la magnitudo (nucleazione).
(Mc
Garr et al., 2002; Dahm et al., 2012)
Introduzione
Conclusioni
antropogenico.
(Mc
Introduzione
Conclusioni
antropogenico.
(Mc
Introduzione
Conclusioni
Possibili cause per la sismicità antropogenica
Carico statico ==> aumento σ1 (NF ), σ3 (TF )
Estrazione ==> svuotamento giacimento ==> depressione
Iniezione ==> variazione pressioni di poro, lubrificazione faglie
Introduzione
Esempi globali di sismicità antropogenica
Conclusioni
Introduzione
Conclusioni
Esempi di sismicità antropogenica
Attività mineraria: M5.6 (DE, PL), Raibl (UD)
Invasi: M6.7 (Koyna/IN), Pertusillo (PZ), Ridracoli (FC)
Geotermia: M4.5 (The Geysers/US), M3.9, Amiata (SI)
EGS: M=3.4 (Basilea/CH), Toscana/Lazio?
Estrazione Acqua: M5.1 (Lorca/ES)
Estrazione Gas: M3.4 (Groningen/NE), Pianura Padana
Estrazione Petrolio: M4.4 (Texas/US), Pianura Padana
Fracking: (M ≤ 3.0) M4.6 (British Columbia/CA)
Reiniezione "wastewater": M5.7 (Oklahoma), P. Padana
Stoccaggio gas: M4.2 (Castor/ES), Pianura Padana
Sequestrazione CO2 : (Illinois/US), Italia?
Introduzione
Conclusioni
Introduzione
Conclusioni
Introduzione
Conclusioni
Introduzione
Conclusioni
Introduzione
Conclusioni
Introduzione
Conclusioni
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Conclusioni
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Conclusioni
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Conclusioni
Introduzione
Conclusioni
Introduzione
Esempi di sismicità antropogenica in Europa
(Cesca et al., 2012)
Conclusioni
Introduzione
Perché ci interessa? ==> Seismic Hazard
(Atkinson et al., 2014)
Conclusioni
Introduzione
Conclusioni
Linee Guida MISE
1. Nel Dominio Interno (S2,E3,R5 km dal giacimento), rilevare
e localizzare i terremoti a partire da magnitudo locale ML
compresa tra 0 e 1 (0 ≤ ML ≤ 1) e con incertezza nella
localizzazione dell’ipocentro di alcune centinaia di metri;
2. Nel Dominio Esteso (5-10 km oltre DI), migliorare di circa 1
unità il livello di Mc delle rilevazioni effettuate dalle reti nazionali
o regionali di monitoraggio sismico ... con incertezza nella
localizzazione dell’ipocentro contenuta entro circa 1 km;
3. determinare l’accelerazione e la velocità del moto del suolo
provocata da eventuali terremoti (deboli e forti) presso i punti di
misurazione;
4. Integrazione con le reti di monitoraggio esistenti (nazionale,
regionali e locali) al fine di migliorare l’accuratezza la Mc ...
(Linee Guida MISE, 2014)
Introduzione
Conclusioni
Sistema Semaforo
Livelli di attivazione previsti in base alla valutazione del quadro
complessivo dei parametri monitorati.
(Linee Guida MISE, 2014)
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Conclusioni
ISPRA: terremoti antropogenici ipotizzati/documentati
miniera, estrazione/reiniezione idrocarburi, geotermia, bacino idrico
(Rapp.
ISPRA, 2014)
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Conclusioni
Cercando di discriminare la sismicità indotta
Approccio1: fisico:
- stima sismicità naturale dal campo di stress tettonico
(catalogo)
- stima temporale e spaziale delle variazione di Coulomb
stress causati dall’attività antropica (depletion)
- Rate & state ⇒ simicità antropica da variazioni di stress
- Innescato? Discriminatore bayesiano controlla se la
probabilità dell’occorrenza di terremoto P(x,t) incrementa
più per la rata di sismicità antropogenica o naturale
- Indotto? Integrazione della PDF su tutta la faglia di rottura
Approccio 2: statistico:
epidemic-type aftershock sequences (ETAS), variazione di
parametri statistici di un catalogo di sismicità
Approccio 3: parametri sorgente: check di compatibilità
della profondità ipocentrale, meccanismo sorgente rispetto
alla sismotettonica locale/regionale
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Conclusioni
Approccio1: fisico:
(catalogo)
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Conclusioni
Approccio1: fisico:
(catalogo)
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Conclusioni
Geotermia (HS): M3.9 @ Mt Amiata (2000)
⇒ profondità 4 km, discriminazione impossibile! Terremoti storici
(Mw5.32, 1919) ⇒ livello di produzione (Braun et al., 2016)
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Conclusioni
Futura Geotermia: M4.1 @ Castel Giorgio 2016
(Lisi et al., 2016; Braun et al., 2016)
⇒ origine naturale ⇒ prima dell’inizio della produzione
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Produzione idrocarburi: evento @ Caviaga (1951)
15/05/1951 (M=5.4) z>32 km; 16/05/1951 (M=4.5) z=13-20 km
(Caciagli et al., 2016)
⇒ evento di origine tettonica!
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Conclusioni
Produzione idrocarburi: evento @ Emilia (2012)
(Dahm, Cesca, Hainzl, Braun, Krueger, 2015)
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Hydrocarbon Production: event @ Emilia (2012)
(Dahm, Cesca, Hainzl, Braun, Krueger; 2015)
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Conclusioni
(Dahm, Cesca, Hainzl, Braun, Krueger; 2015)
⇒ ne indotto, ne innescato!
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Conclusioni
(Dahm, 2013)
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Conclusioni
Sismicità indotta dall’invaso e dal pozzo di reiniezione
(Valoroso et al., 2009; 2011)
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Conclusioni
Val d’Agri: sismicità indotta dal pozzo Costa Molina 2
Introduzione
Conclusioni
Val d’Agri: sismicità indotta dal pozzo Costa Molina 2
(Improta et al., 2015)
Introduzione
CO2 : Sismicità 1985 - 2014
http://iside.rm.ingv.it
Conclusioni
Introduzione
CO2 : event @ PSS1 (2010): ipocentri
(Martirosian-Janssen, 2011)
Conclusioni
Introduzione
Conclusioni
meccanismi focali: Appennino Centro-Settentrionale
(Chiaraluce et al., 2007)
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Conclusioni
CO2 : evento @ PSS1 (2010): meccanismo sorgente
(Martirosian-Janssen, 2011)
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Conclusioni
CO2 Produzione: Valle Alto Tiberina (2010)
Nessun origine antropogenico!
Inizio dell’estrazione di CO2 due mesi dopo lo sciame sismico!
modificato da Seagall (1989)
Introduzione
Conclusioni
Conclusioni
Profondità dell’evento è un criterio discriminante (es.
Caviaga) tranne nei casi in cui l’attività antropica si svolge
in prossimità di faglie attive preesistenti (es. Amiata).
Meccanismo sorgente è un criterio valido (es. Cavone),
avendo una approfondita conoscenza del contesto
sismo-tettonico dell’area (CO2 Valtiberina) prima dell’inizio
di produzione
Rete di monitoraggio sismico è uno strumento
indispensabile per il monitoraggio della sismicità in aree di
produzione industriale.
Le mappe di Seismic Hazard devono tenere conto degli
ipocentri superficiali dei terremoti indotti/innescati.
Introduzione
Conclusioni
Conclusioni
di produzione
Introduzione
Conclusioni
Conclusioni
di produzione
Introduzione
Conclusioni
Conclusioni
di produzione
Introduzione
Conclusioni
Outlook
Nella compilazione delle liste di eventi sismici di possibile
origine antropogenica è necessaria una attenta e accurata
revisione degli eventi sismici precedenti gli anni ’80/’90
In futuro serve una stretta collaborazione fra industria, enti
di ricerca e le amministrazioni per lo scambio di dati,
informazioni ed esperienze...
... accesso ai dati di produzione
... e una maggiore trasparenza verso la popolazione!
Grazie dell’attenzione
Introduzione
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Outlook
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Outlook
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Outlook
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