L'obiettivo del presente progetto è quello di individuare possibili precursori sismici a partire dal monitoraggio idrogeologico, idrogeochimico, geodetico e sismico del territorio. Il ciclo sismico, infatti, è accompagnato da variazioni dello stato tensionale che diventano più intense alla fine del periodo intersismico. La modifica dello stress provoca variazioni nella migrazione dei fluidi; ci si possono quindi aspettare dei cambiamenti nella circolazione e nella geochimica delle acque sotterranee. Si ritiene che nel periodo intersismico la dilatazione del volume al tetto di una faglia normale, al di sopra della transizione fragile-duttile, provochi un aumento del volume dei vuoti, con un aumento della permeabilità a cui segue una diminuzione dei livelli piezometrici (fase intersismica); quando il volume interessato dalla dilatazione inizia a cedere, le fratture tendono a chiudersi e i fluidi ad andare in pressione, provocando un'inversione del trend piezometrico (fase pre-sismica) che culmina nella fase cosismica. Per tale motivo, a fine 2015 è stata individuata come area di studio la piana di Sulmona; tale settore è stato interessato in passato da forti terremoti e si trova lungo il prolungamento tettonico a SSW delle faglie da cui si è enucleato il terremoto Mw 6.3 che colpi L'Aquila il 6/4/2009 e del fascio di faglie esterne alla catena appenninica che hanno provocato la recente sequenza sismica di Amatrice-Norcia 2016. Inoltre, il territorio è caratterizzato da un basso valore di strain-rate indicativo di potenziali futuri terremoti. E' ora necessario provvedere al potenziamento di questo primo sito pilota, che prevede l'installazione di ulteriori sensori e attività di campo per il monitoraggio idrogeologico e idrogeochimico. Si intende inoltre procedere all'allestimento di almeno un'altra rete di rilevamento in un'area caratterizzata da alto rischio sismico.
Il tema in oggetto risulta essere molto discusso e controverso nella comunità scientifica odierna, impattando diverse figure professionali e ambiti scientifici. Lo scatenarsi di forti eventi sismici provoca infatti gravi danni economici e sociali che diventano via via più considerevoli con la diffusione dei centri densamente popolati. L'interrogativo a cui si cerca di dare una risposta rimane però irrisolto a causa della complessità del fenomeno fisico, della scarsa o poca conoscenza dei comportamenti degli strati più profondi della crosta terrestre, dell'impossibilità di riprodurre il fenomeno naturale. Nonostante le difficoltà, diversi gruppi di ricercatori hanno tentato e tentano di approfondire il fenomeno, secondo approcci metodologici anche molto diversi tra loro. Tra questi vi è lo studio dei fenomeni precursori dei terremoti attraverso lo studio e il monitoraggio di diversi parametri fisici ambientali che sembrano essere sensibili al rilascio di energia sismica sul territorio. Nella fattispecie, come in precedenza descritto, nel prosieguo di questa ricerca si effettuerà un monitoraggio idrogeologico, idrogeochimico, geodetico e sismico utilizzando un approccio di tipo euleriano, rivolgendo molta attenzione alla scelta del sito da monitorare basata per la prima volta su un modello volto a stabilire le relazioni tra il comportamento dei fluidi e la ricorrenza del ciclo sismico. La molteplicità dei parametri acquisiti e reperiti sul medesimo territorio e i tentativi di correlazioni e cross-correlazioni tra di essi rappresentano senza dubbio un ulteriore elemento di innovatività. Le tecniche di analisi e filtraggio dei dati rivestiranno un ruolo fondamentale nel tentativo di amplificare gli effetti non provocati da fenomeni conosciuti e quindi potenzialmente sismici. I fattori innovativi introdotti potranno sostanzialmente così contribuire allo studio dei precursori sismici fornendo un nuovo metodo di studio basato sul monitoraggio ambientale come testimoniato dai più recenti risultati ottenuti sul primo sito parzialmente allestito. Dal possibile raggiungimento degli obiettivi deriverebbe quindi un nuovo impulso volto a sperimentare il metodo in altri contesti sismo-tettonici nazionali e internazionali, contribuendo in maniera significativa alla soluzione di un problema di rilevanza non solo scientifica ma anche socio-economica.
L'esperienza pregressa accumulata dopo il terremoto de L'Aquila sul tema della "earthquake hydrology", sfociata in una serie di pubblicazioni sotto elencate, e il rinnovato interesse sul tema prodotto dalla complessa sequenza sismica iniziata il 24 agosto 2016, hanno determinato un progressivo aumento delle conoscenze sulla risposta degli acquiferi alle sollecitazioni sismiche e/o alle deformazioni, ben evidenziato dai dati raccolti a cavallo della recente sequenza sismica e ancora in corso. La risposta in termini di variazioni dei livelli e delle portate ha investito un territorio più ampio di 10000 km2, con risposte che hanno determinato l'incremento delle portate sorgive di circa 10 m3/s in media, che complessivamente in sei mesi corrispondono ad un volume di oltre 100 milioni di metri cubi.
L'osservazione della risposta idrogeologica con diverse frequenze temporali, su diversi siti, e differenziata per parametri monitorati, ha determinato un progressivo affinamento delle modalità di osservazione, e al contempo sollevato nuovi interrogativi per la cui risoluzione si richiede ulteriore sforzo in termini di monitoraggio continuo e periodico di numerosi siti.
I primi risultati ottenuti sono già oggetto di pubblicazioni sottomesse a riviste di caratura internazionale.
Dalla descrizione delle modalità di risposta delle falde sia qualitativa che quantitativa è ora necessario ad analizzare i processi che le hanno determinate, in funzione da un lato della sismicità e della distanza dei siti dagli epicentri, dall'altro delle caratteristiche idrogeologiche, che in particolare per gli acquiferi fratturati sono da considerarsi particolarmente intense e quindi utili.
La prosecuzione dei monitoraggi, che investe anche i fluidi gassosi disciolti in acqua, consentirà l'affinamento del modello concettuale, attività propedeutica alla individuazione di una check-list di monitoraggio, fino alla stesura di una linea guida, che possano consentire l'ampliamento dell'applicazione proposta ad altri siti, con l'obiettivo ultimo di consentirne la trasformazione in una rete che possa contribuire ai sistemi informativi e di allerta/allarme.