di Vincenzo Convertito, Claudio Martino, Lucia Pappalardo
Quando avviene un terremoto, uno dei dati che viene comunicato più spesso è la magnitudo. È un dato importante, perché è una stima della grandezza dell’evento alla sorgente, empiricamente legata a quanta energia è stata rilasciata.
Ma la magnitudo non dice tutto. In particolare, non ci dice da sola quanto forte sia stato lo scuotimento del suolo in un punto specifico della superficie terrestre.
Per descrivere lo scuotimento del suolo registrato localmente, si analizza direttamente il segnale sismico acquisito da una specifica stazione. È importante sottolineare che i parametri ottenuti hanno validità locale: descrivono, cioè, ciò che è stato registrato da una specifica stazione e non rappresentano quindi lo scuotimento del suolo sull’intera area interessata dal terremoto. Tra i parametri più utilizzati la PGA (Peak Ground Acceleration) misura il picco massimo di accelerazione del suolo registrato da una stazione durante il terremoto.
In parole semplici, la PGA rappresenta l’accelerazione massima con la quale il suolo si è mosso in quel punto e questo valore sarà diverso da punto a punto. La magnitudo descrive invece l’energia sprigionata dal terremoto e si stima utilizzando il segnale sismico acquisito da tutte le stazioni che lo registrano. E’ un parametro che descrive quindi una proprietà del terremoto.
La PGA è un parametro di interesse ingegneristico in quanto è indicativo della forza applicata agli edifici. Essa viene spesso espressa come percentuale dell’accelerazione di gravità (g=9.81 m/s2). Per esempio, una PGA di 32.9 %g corrisponde a circa 0.33 g (circa 3.2m/s2), quindi a un picco di accelerazione pari a circa un terzo dell’accelerazione di gravità.
Due terremoti: magnitudo simile, PGA diverse
Un esempio utile viene dal confronto tra due terremoti avvenuti ai Campi Flegrei, con epicentro e magnitudo non molto diversi.
Il primo evento a cui ci riferiamo si è verificato il 30 giugno 2025, con magnitudo durata Md 4.6 ± 0.3, profondità di circa 4 km (figura 1).
Il secondo evento si è verificato il 21 maggio 2026, con magnitudo durata Md 4.4 ± 0.3, profondità di circa 3.1 km (figura 2).
In entrambi i casi considerati, il valore massimo di PGA è stato osservato alla stazione BCLI della rete RAN (Rete Accelerometrica Nazionale gestita dal Dipartimento della Protezione Civile), nel territorio comunale di Bacoli. Alla stessa stazione, l’evento del 2025 ha prodotto una PGA di 7.68 %g, mentre quello del 2026 ha raggiunto 32.92 %g. Il valore del 2026 è quindi circa 4 volte più alto.
Perché può accadere?
Un primo elemento discriminante è la profondità, che influisce sulla distanza tra l’ipocentro e il punto a cui si registra lo scuotimento e sulla natura dei livelli rocciosi attraversati. Il terremoto del 2026 è stato più superficiale (circa 3.1 km) rispetto a quello del 2025 (localizzato a circa 4 km). Nei Campi Flegrei, dove gli ipocentri dei terremoti sono molto superficiali, anche una differenza di circa un chilometro può influenzare significativamente il moto registrato in superficie.
La PGA dipende oltre che dalla magnitudo e dall’ipocentro anche da come avviene la rottura della faglia (e quindi da come viene rilasciata l’energia), dal percorso seguito dalle onde sismiche e da come interferiscono tra loro, dalla topografia e dalle caratteristiche del terreno nel punto di misura.
I Campi Flegrei sono un sistema vulcanico complesso: la topografia è complessa, e il sottosuolo è formato da rocce le cui proprietà cambiano sia con la profondità che lateralmente. Per questo motivo le onde sismiche possono essere attenuate o amplificate, o interferire tra loro, in modo diverso a seconda della direzione in cui si propagano e dei materiali che attraversano.
In altre parole, due terremoti con magnitudo simile possono produrre scuotimenti del suolo estremamente diversi, perché l’energia non arriva allo stesso modo in tutte le direzioni e in tutti i punti del territorio.
Le mappe della PGA, in figura 3, mostrano proprio questo: lo scuotimento massimo non è distribuito in modo uniforme: alcune stazioni registrano valori più alti mentre altre ne registrano di più bassi. Nel caso dell’evento del 21 maggio 2026, i valori più elevati risultano concentrati soprattutto nel settore occidentale e nord-occidentale rispetto all’ipocentro.
Questo suggerisce che, oltre alla profondità, anche la posizione della sorgente rispetto alle stazioni, la direzione di propagazione delle onde e le caratteristiche locali della superficie e sottosuolo hanno avuto un ruolo determinante.
Un ulteriore elemento di lettura viene dai grafici che mostrano le registrazioni accelerometriche e gli spettri di risposta in figura 4. La parte superiore del grafico rappresenta la registrazione del movimento del suolo nel tempo da cui si misura il valore di PGA.
La parte inferiore del grafico nella figura 4 mostra invece la PSA, acronimo di Pseudo-Spectral Acceleration, con smorzamento critico al 5%. Il nome è tecnico, ma il concetto può essere spiegato in modo semplice: la PSA indica come edifici o strutture con diversi periodi propri di oscillazione (periodi strutturali) potrebbero rispondere al movimento del suolo registrato dalla stazione (figura 5).
Ogni struttura tende a oscillare con tempi caratteristici propri. Alcune strutture rispondono maggiormente a movimenti più rapidi (in termini tecnici “ad alte frequenze”), altre a movimenti più lenti (o “basse frequenze”). La PSA serve quindi a capire quali tipi di strutture potrebbero essere maggiormente sollecitate da quello specifico moto del suolo.
In particolare, la PGA è il valore della PSA in corrispondenza del periodo strutturale uguale e zero. Nel caso analizzato, le registrazioni alla stazione BCLI mostrano che il terremoto del 21 maggio 2026 ha prodotto un moto del suolo con ampiezze più elevate e più concentrate nel tempo rispetto a quello del 30 giugno 2025. Questo è coerente con il valore più alto di PGA osservato nella stessa stazione.
In sintesi: due terremoti con magnitudo simile possono produrre uno scuotimento del suolo diverso. La magnitudo è indicativa dell’energia complessiva dell’evento.
La PGA indica il picco massimo dello scuotimento registrato localmente in una stazione di misura.
La distribuzione delle PGA nelle diverse stazioni mostra come lo scuotimento massimo sia diverso da punto a punto nello spazio.
La PSA aiuta a capire come e se il moto del suolo registrato può sollecitare edifici e strutture con diversi periodi propri di oscillazione.