Sintesi della rassegna di dati e risultati pubblicati da ASI, INVG e CNR-IREA - Summary of some results of the RADAR satellite data processing of the Emilia Romagna area affected by the recent Earthquake

1. COSMO-SkyMed
Monitoraggio delle aree terremotate
della Pianura Padana – Emiliana
con l'ausilio dei satelliti del Sistema
COSMO – SkyMed
Sintesi della rassegna di dati e risultati pubblicati da
ASI, INVG e CNR-IREA
Daniela Pani
10 Giugno 2012

2. COSMO-SkyMed
Monitoraggio delle aree terremotate
Nell’emergenza post terremoto dell’Emilia Romagna il Dipartimento della Protezione
Civile ha coinvolto l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), il Consiglio Nazionale delle Ricerche-
Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (CNR-IREA) e l'Istituto
Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) per la programmazione di nuove acquisizioni
RADAR dai satelliti della costellazione COSMO-SkyMed al fine di disporre, in tempi molto
rapidi, di informazioni circa il tipo di deformazione, l'entità ed estensione del territorio
interessato dalle scosse sismiche di maggiore energia. Grazie alle informazioni satellitari è
stato possibile completare il quadro della situazione dell’area colpita dal sisma.
Per una parte dell’area studiata si è evidenziato che si è avuto un sollevamento il cui
valore massimo è pari a circa 15 centimetri. Questi dati concordano con quelli sismologici
centimetri
e mostrano un piano di rottura principale immergente verso Sud lungo il quale la parte
meridionale di questo settore della Pianura Padana si è accavallato sul settore
settentrionale (faglia di sovrascorrimento)
Daniela Pani

3. COSMO-SkyMed
Monitoraggio delle aree terremotate
Le osservazioni satellitari consentono di ricavare informazioni fondamentali
nell’immediatezza di eventi sismici e costituiscono un importante patrimonio
informativo per analizzare a fondo i meccanismi fisici che sono alla base di
questi fenomeni
Una delle più importanti capacità dei sistemi RADAR per l’Osservazione della Terra è quella di
funzionare giorno e notte e in qualsiasi condizione atmosferica. Questa caratteristica, data la densa
copertura nuvolosa che ha interessato la zona durante i primi giorni dell’emergenza, si è rilevata di
particolare importanza: l’informazione RADAR è risultata l’unica capace di fornire, in tempi brevissimi,
un quadro d’insieme della situazione, non rilevabile con le metodologie ottiche standard
Credits ASI http://www.asi.it/ Il Sistema COSMO-SkyMed rappresenta il più grande investimento italiano nel
settore dell’Osservazione della Terra e costituisce il primo programma spaziale
per applicazioni duali (civili istituzionali/commerciali e militari).
Il Segmento Spaziale è costituito da una costellazione di 4 satelliti equipaggiati
con sensori SAR (radar ad apertura sintetica) ad alta risoluzione operanti in
banda X e dotati di un sistema di acquisizione e trasmissione dati altamente
flessibile e innovativo.
COSMO-SkyMed consente la copertura globale del pianeta Terra operando in
qualsiasi condizione meteorologica e di illuminazione (giorno/notte) e fornisce
immagini a elevata risoluzione spaziale con tempi di risposta rapidi. È un sistema
multi-missione in grado di integrarsi con altri sistemi spaziali allo scopo di
soddisfare le esigenze di una vasta comunità di utenze.
Daniela Pani

4. COSMO-SkyMed
Alta risoluzione temporale
Credits ASI http://www.asi.it/
L’ultima acquisizione utile dei satelliti COSMO-
SkyMed sulla zona interessata dal sisma è
avvenuta la sera del 19 maggio
poche ore prima del primo evento catastrofico.
Per poter calcolare la deformazione del suolo è
necessario attendere che uno dei satelliti ripassi
esattamente sulla stessa orbita.
L’ASI ha immediatamente predisposto Complessivamente il sistema è in grado
l’acquisizione del primo passaggio utile post- di acquisire circa 1800 immagini al giorno
terremoto, avvenuto nella serata del 23 maggio
COSMO-SkyMed ha poi effettuato una
ricognizione sull’area colpita dal sisma la sera
del , due giorni prima del secondo evento. 27 maggio
La stima della deformazione del terreno,
causata dal sisma del 29 maggio, è stata infine
possibile dopo il primo passaggio utile del primo
dei quattro satelliti della costellazione
sull’orbita, avvenuto nella serata del 4 giugno
Daniela Pani

5. Credits IREA-CNR http://www.irea.cnr.it
Se qualcosa è cambiato,
nell’intervallo di tempo tra le
due acquisizioni, ossia se si
rileva una deformazione del
terreno tra i due passaggi
successivi del sensore, questa
viene visualizzata mediante
una serie di strisce colorate,
le cosiddette frange di
interferenza o
Interferogramma
Tramite una particolare tecnica denominata Interferometria Differenziale SAR
(DinSAR) in cui si confrontano (si fanno “interferire”) due immagini acquisite da
posizioni leggermente differenti (baseline spaziale) e in tempi diversi (baseline
temporale) è possibile misurare gli spostamenti del terreno, anche dell’ordine dei
centimetri, utilizzando i dati RADAR acquisiti prima e dopo l'evento sismico. Si
creano immagini tridimensionali della superficie terrestre che permettono di
valutare gli spostamenti del suolo anche su grandi estensioni Daniela Pani

6. 29 maggio 2012 Terremoto Pianura Padana
L’uso del sistema COSMO-SkyMed,
caratterizzato da tempi di rivisita
molto brevi, ha reso disponibile un
notevole insieme di dati per poter
studiare e separare gli effetti delle
prime scosse sismiche del 20
maggio da quelle avvenute il 29
maggio. Questi ultimi hanno
causato un sollevamento del suolo
fino a 12 centimetri.
È stato quindi possibile verificare
l’orientamento delle deformazioni
del terreno nella zona colpita, che
ha una direzione Est – Ovest.
La faglia del 29 maggio si colloca
nella continuazione verso ovest di
quella del 20 maggio.
La zona maggiormente interessata
si estende per circa 50 chilometri
quadrati, tra Mirandola e San Felice
Fenomeni di “liquefazione” nelle campagne di San Carlo - EMERGEO è
sul Panaro, nella provincia di
un gruppo di esperti geologi INGV che si attiva in occasione di Modena.
emergenze. Photo: Stefano Pucci Daniela Pani

7. Credits IREA-CNR http://www.irea.cnr.it
Ecco un interferogramma. Questa immagine che può essere letta come una mappa dei movimenti del terreno espressi in termini di
cicli di colore, nella direzione di vista del satellite. Ogni ciclo, o frangia, individua una deformazione del suolo di 1,5 centimetri e, dalla
somma dei cicli di colore, si ricava lo spostamento massimo del suolo verificatosi tra le date indicate (29 maggio – 6 giugno 2012)

8. Credits IREA-CNR http://www.irea.cnr.it
20 maggio 2012
Questo è il primo interferogramma relativo all'area padana colpita dal sisma il 20 maggio 2012. Anche in questo
caso, ogni ciclo è rappresentativo di circa 1.5 cm di sollevamento della superficie terrestre. L’area con fasce di
colore (frange) concentriche indica il sollevamento del suolo dovuto alla rottura della faglia a 1-2 km di profondità
Daniela Pani

9. Il primo interferogramma prodotto (nell'immagine precedente) è particolarmente interessante
perché, pur rappresentando solo il settore più orientale dell’area in deformazione, ha consentito
immediatamente di capire che questa ha un orientamento prevalentemente Est-Ovest, parallelo alla
struttura tettonica che ha generato il terremoto. Il dato interferometrico ha fornito utili informazioni
per la definizione della geometria complessiva del processo in atto. La qualità delle immagini risulta
buona, nonostante le condizioni non ottimali della superficie (presenza di coltivazioni e vegetazione).
Credits EMERGEO-INGV Photo: Stefano Daniela Pani
Pucci

10. Per rendere più evidenti le deformazioni misurate, le frange sono state rappresentate sulla
foto aeree mediante un codice di colori. Le zone azzurre sono quelle affette da
deformazione trascurabile, mentre quelle in rosso hanno raggiunto il valore di massimo
sollevamento. I dati satellitari sono stati integrati con le informazioni provenienti dalle
campagne di rilievo sul posto
Credits IREA-CNR http://www.irea.cnr.it
20 maggio 2012
Daniela Pani

11. 29 maggio 2012
Credits IREA-CNR http://www.irea.cnr.it
Anche in questa mappa degli spostamenti ricavata dall’interferogramma, le zone evidenziate in rosso
sono quelle che hanno subito il maggior innalzamento, mentre le aree stabili sono in verde.
Il sollevamento è stato causato dallo scorrimento in profondità dei due lembi della faglia sulla quale si
è originato il terremoto del 29 maggio
Daniela Pani

12. Credits IREA-CNR http://www.irea.cnr.it
Le caratteristiche della deformazione del suolo e il confronto con i dati della sismicità, indicano che la
faglia del 29 maggio si colloca nella continuazione verso Ovest di quella del terremoto del 20 maggio.
A partire dalle informazioni sulla sismicità si è realizzato un modello della sorgente responsabile delle
deformazioni osservate, che ne descrive forma e localizzazione. L’analisi preliminare dei residui, ossia
le differenze tra le deformazioni reali e quelle ricostruite dal modello, evidenzia la presenza di effetti
deformativi riferibili agli eventi di magnitudo superiore a 5, verificatesi all'interno dell'intervallo
temporale considerato Daniela Pani

13. Credits INGV - http://ingvterremoti.wordpress.com/

14. Mappe di scuotimento
del terremoto Ml5.9 del
20/05/2012 alle ore 04:03
Le ShakeMap – mappe di
scuotimento – sono uno strumento
indirizzato specificamente alla
valutazione rapida (entro pochi
minuti dall’evento) del moto del
suolo dopo un terremoto.
Queste mappe traducono lo
scuotimento del suolo, registrato
dai sismometri a seguito di un
terremoto, nella distribuzione del
risentimento atteso.
In tal modo possono essere di
aiuto alla Protezione Civile per il
coordinamento e l’organizzazione
delle squadre di soccorso in caso di
terremoti rilevanti.
Credits INGV - http://ingvterremoti.wordpress.com/
Daniela Pani

15. COSMO-SkyMed
Monitoraggio delle aree terremotate
Credits
I contenuti (rielaborati dall'autore) e le
immagini sono interamente tratti da:
•
Agenzia Spaziale Italiana – www.asi.it
•
Istituto Nazionale di Geofisica e
Vulcanologia - www.ingv.it
•
Consiglio Nazionale delle Ricerche
-Istituto Rilevamento Elettromagnetico
dell’Ambiente (CNR-IREA) -
www.irea.cnr.it
Credits ASI http://www.asi.it/
10 Giugno 2012
Contatta Daniela Pani - www.danielapani.com