Una ricerca multidisciplinare, di INGV e INFN, in collaborazione con tre Università italiane, ha analizzato un forte boato registrato nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, nell’agosto del 2023, dimostra come l’integrazione di diverse tecniche di monitoraggio possa offrire nuove prospettive di ricerca sulle dinamiche interne delle montagne e degli acquiferi profondi.

di Piero Mastroiorio —

Un articolo dal titolo “Multi-sensor monitoring of a transient event in the Gran Sasso aquifer, Italy”, pubblicato sulla rivista Scientific Reports del gruppo Nature, nato dalla collaborazione tra INGV, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, INFN, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e le Università di Pisa, L’Aquila e la Sapienza di Roma, con un approccio multiparametrico e innovativo per osservare e spiegare le dinamiche interne della montagna e del suo acquifero profondo, partendo da un fenomeno naturale insolito e raro, ha analizzato un forte “boato” avvertito nei LNGS, Laboratori Nazionali del Gran Sasso e dell’INFN , nella notte tra il 14 e il 15 agosto 2023, registrato da un’ampia gamma di strumenti installati sia all’interno della montagna sia all’esterno, ha dimostrato una correlazione con le variazioni dell’acquifero del massiccio del Gran Sasso.

Il boato non è stato un evento isolato, ma la conclusione di un fenomeno naturale iniziato a maggio. Non solo, nei mesi precedenti furono osservate anomalie nelle portate e nelle pressioni delle acque sotterranee, probabilmente legate alle precipitazioni primaverili e al permeare delle stesse all’interno dell’acquifero del Gran Sasso. Grazie all’approccio multiparametrico utilizzato nello studio ha permesso di ottenere una visione senza precedenti delle dinamiche interne del massiccio, fornendo un contributo significativo alla geofisica e all’idrogeologia, in particolare in ambienti sotterranei con presenza di attività umane come laboratori ed autostrada.

«L’approccio multiparametrico ha dimostrato che il boato è direttamente collegato alle variazioni dell’acquifero. Trattandosi di un evento raro registrato con un’ampia gamma di strumenti, il set di dati costituisce una preziosa base per gli studi futuri. L’uso pionieristico di GINGER, un giroscopio laser ad anello ad alta sensibilità, contribuisce a una migliore e innovativa comprensione delle dinamiche interne del Gran Sasso», le parole di Gaetano De Luca, ricercatore INGV e autore corrispondente dello studio, usate per spiegare lo stesso a cui hanno fatto eco quelle di Ezio Previtali, Direttore dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, che ha sottolineato: “L’evento occorso nell’agosto 2023 non è isolato. Spesso la montagna ci ‘parla’, nel senso stretto del termine, producendo forti rumori, per i quali le sale sperimentali dei LNGS diventano cassa di risonanza.

Lo studio di questi eventi geologici riveste grande importanza per la comprensione delle dinamiche che avvengono all’interno del massiccio del Gran Sasso. Questo risultato testimonia come strumenti avanzati pensati per studi di fisica fondamentale, come GINGER, possano essere di grande aiuto anche nello studio di altre discipline come la geologia e la geofisica. In questo contesto è già in programma il potenziamento della strumentazione di GINGER che garantirà, oltre che più precisi studi di fisica fondamentale, anche di potenziare la rete degli strumenti geologici che studiano il Gran Sasso. Stiamo inoltre lavorando con INGV per rendere questi strumenti utilizzabili anche in altri contesti geologici dove potrebbero essere di grande aiuto nello studio e nel monitoraggio di eventi sismici.».

L’esperimento GINGER, Gyroscopes IN GEneral Relativity, un giroscopio laser ad anello, operativo da circa 10 anni nei laboratori sotterranei del Gran Sasso, è stato uno degli elementi chiave della ricerca. Il dispositivo, estremamente sensibile, sta monitorando la velocità angolare locale della Terra attorno all’asse verticale con elevata precisione. Insieme al GIGS, sismometro a banda larga, della rete sismica nazionale dell’INGV, installato nello stesso sito, sono stati misurati i movimenti del suolo e le rotazioni del terreno, fornendo una descrizione più completa dell’intero fenomeno naturale durato circa 3 mesi. L’esperimento, è stato registrato, anche, dalla Rete Accelerometrica Nazionale del Dipartimento della Protezione Civile, nonché, da un sensore acustico installato nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso e dal sistema di monitoraggio delle acque sotterranee.

L’analisi, realizzata con dati provenienti da diversi sistemi di monitoraggio, ha dimostrato una chiara correlazione con le variazioni osservate nell’acquifero del Gran Sasso, supportando l’interpretazione idrogeologica delle dinamiche che hanno portato al boato registrato nell’agosto del 2023. I risultati dello studio dimostrano come l’integrazione di diverse tecniche di monitoraggio possa offrire nuove prospettive di ricerca sulle dinamiche interne delle montagne e degli acquiferi profondi, confermando il massiccio del Gran Sasso come laboratorio naturale di grande valore per la ricerca scientifica interdisciplinare.