di Rosario Catania (team ERO)
Alle pendici dell’Etna è attivo da un decennio il progetto del team E.R.O. acronimo di Etna Radio Observatory, un osservatorio per lo studio dei segnali radio di origine naturale
Creando una stazione così vicina all’Etna, il team intende analizzare tutte le possibili sorgenti radio che un vulcano attivo potrebbe emettere, dalle frequenze molto basse alle microonde. L’osservatorio svolge quindi un’attività al confine tra le misure fisiche di monitoraggio ambientale e la radioastronomia, passando per la vulcanologia.
Il campo principale di ricerca di E.R.O. è quello delle onde radio a bassissima frequenza (Very Low Frequencies, VLF) che forniscono informazioni sugli eventi fisici che si verificano sulla Terra, nella sua atmosfera e nella magnetosfera circostante. Quello delle basse frequenze è un tema che ha sempre affascinato i ricercatori, perché alle basse frequenze corrispondono onde molto lunghe, in grado di penetrare dove le normali trasmissioni radio si fermano e per lo stesso motivo è una regione di frequenze a lungo studiata in relazione agli eventi sismici. Infatti, solo un segnale a bassissima frequenza proveniente dalle rocce delle faglie in pressione, nelle fasi che precedono un evento sismico, sarebbe in grado di raggiungere la superficie attraversando chilometri di crosta terrestre! I segnali ricevuti a queste frequenze sono quindi definiti “la voce della Terra”, una sorta di finestra sull’attività temporalesca globale del pianeta, sull’attività della magnetosfera che circonda la Terra, sugli effetti dell’attività solare che interagisce con la magnetosfera terrestre, e forse anche una possibile chiave di lettura di alcuni eventi geofisici come terremoti ed eruzioni. Ma non solo basse frequenze!
Il progetto ERO vanta oggi due stazioni funzionanti 24 ore al giorno, (di cui una completamente automatica ad energia solare), per la rilevazione di segnali radio naturali e rappresentano un laboratorio sperimentale per lo sviluppo di nuovi campi di indagine; sono a gestione remota e i segnali sono visibili pubblicamente online. Le stazioni prendono il nome dalla località in cui operano e sono, ERO-ETNAPARK, ERO-SANLEO, in quest’ultima è operativo un sistema per lo studio delle radiazioni a microonde per le emissioni termiche dell’Etna durante le fasi di una eruzione, con lo scopo di rilevare spot caldi sulla superficie, intesi come temperatura di brillanza di un corpo che emette calore, ancor prima dell’ episodio eruttivo stesso. In costruzione anche un ricevitore per indagini astrofisiche, nello specifico, un ricevitore per l’emissione dell’idrogeno neutro della nostra galassia, operante nelle microonde, conosciuta come riga a 21cm.
L’ERO-ETNAPARK è attrezzato per ricevere, analizzare e registrare questi segnali radio-naturali, con un sensore principale chiamato tecnicamente “SEARCH o INDUCTION COIL”, tradotto “Bobina di ricerca”, affiancato da altri due dispositivi. Il primo è un sistema costituito da due antenne che funzionano come una sorta di bussola (IDEAL LOOP): si tratta di una coppia di spire ortogonali, come quelle montate sulle imbarcazioni per identificare la posizione dei radiofari e far puntare la nave, anche in assenza di un segnale GPS. Il secondo è un geofono verticale, che non è altro che un microfono a pavimento, ma invece di catturare i suoni che viaggiano nell’aria come un microfono tradizionale, cattura i suoni e le vibrazioni che si propagano nel terreno. Le vibrazioni vengono trasformate in un debole segnale elettrico che viene poi amplificato, analizzato e registrato dalla stazione di monitoraggio. Lavorando su frequenze di pochi Hz, il geofono è in grado di “sentire” i terremoti che si verificano in un raggio che può arrivare a mille chilometri, ma è anche un orecchio sul vulcano, pronto a cogliere il minimo sussurro o tremore scatenato dall’Etna nel corso delle eruzioni (specialmente quelle a carattere parossistico-esplosivo). Dai dati raccolti negli anni infatti, si è osservato che quando il magma inizia a salire lungo i condotti eruttivi, ancor prima di vedere la superficie, può essere rilevato dal geofono della postazione, apparendo come un rombo alla frequenza di pochi Hertz. Tuttavia, lo studio comparativo di questi segnali microfonici con i campi elettromagnetici rilevati dal SEARCH COIL non ha ancora rilevato correlazioni tra tremori vulcanici e campi magnetici a bassa frequenza. Ma gli eventi di una certa gravità finora monitorati sono stati pochi (per fortuna!) e solo nel corso di anni di ricerca si potrà capire se campi magnetici ed eruzioni sono in qualche modo collegati e se possono essere utilizzati come allerta per un imminente fenomeno eruttivo. Per ora… sembrerebbe di no.
Evento sismico Mw 6.0 a Creta (Grecia), 22 maggio 2025
Alle ore 05:19 italiane del 22 maggio 2025 si è generato un terremoto di magnitudo Mw 6.0 nel mare antistante l’isola di Creta (Grecia) a circa 62 km di profondità.
L’area interessata è inserita nella regione dell’arco ellenico, che interessa tre grandi placche, l’Africa, l’Eurasia ed l’Arabia. In particolare, Creta si colloca nella parte superficiale di quest’arco, con eventi sismici storici di magnitudo fino ad 8.
Nonostante la distanza tra l’epicentro e le stazioni E.R.O. (circa 1000Km), gli strumenti hanno registrato l’evento sismico in modo chiaro e direi in questo caso senza precedenti, in termini di definizione dell’impronta sismica, sia sui sismometri che sui magnetometri, in quest’ultimi determinata dall’effetto microfonico.
L’effetto microfonico in un magnetometro si riferisce alla risposta del sensore alle vibrazioni meccaniche. In pratica, il magnetometro, progettato per misurare variazioni nel campo magnetico terrestre, può interpretare le scosse sismiche e le vibrazioni del terreno come segnali magnetici, generando così “rumore” o artefatti nelle sue misurazioni. Le vibrazioni non sono solo le scosse dirette del terremoto, ma anche le vibrazioni strutturali dell’edificio o della piattaforma su cui è installato il magnetometro. Anche le onde acustiche a bassa frequenza (infrasuoni) generate dal sisma possono indurre vibrazioni meccaniche nel sensore. I magnetometri sono strumenti estremamente sensibili e qualsiasi vibrazione fisica o movimento del sensore o dei suoi componenti (cavi, involucro, ecc.) può indurre piccole variazioni nel campo magnetico locale o nel modo in cui il sensore interagisce con esso. Dopo un sisma, le vibrazioni possono essere intense e persistenti, causando una “rumorosità” significativa nel segnale di uscita del magnetometro.
Ed è il caso di questo evento sismico le cui onde giunte fino ai sensori ne hanno determinato lo scuotimento, marcando il loro passaggio in modo indelebile sui segnali registrati e visualizzati nelle immagini seguenti.
Conclusioni
La chiarezza con cui si è manifestato questo evento sismico nei grafici elaborati dalle stazioni E.R.O. mostra come un fenomeno naturale, seppur distante, può rappresentare un’occasione di approfondimento nello studio dei segnali radio naturali. Il geofono, che è un sensore geofisico adatto a registrare i movimenti del suolo, conferma che l’impronta visibile sia sul magnetometro lineare che sul magnetometro ortogonale, è quella di un terremoto, che se anche avvenuto a 1000Km di distanza, ha prodotto lo scuotimento del suolo a tal punto da far muovere letteralmente i sensori con tale energia. E’ la prima volta che sul magnetometro ortogonale viene visualizzato un effetto microfonico con una tale definizione! Un motivo di orgoglio per tutto il team ed un episodio che arricchisce il database che Etna Radio Observatory ha costruito in 10 anni di applicazione.
Oggi Etna Radio Observatory collabora con l’ Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, il Parco dell’Etna ed STMicroelectronics, grazie a convenzioni stipulate per attività di studio sui segnali radio naturali, coadiuvata dall’utilizzo di tecnologia MEMS e Microcontrollori.
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