La passione per le Scienze della Terra in tutte le accezioni
- la storia del nostro pianeta,
- le connessioni fra fenomeni geologici e climatici con l’ evoluzione della vita sulla Terra e con la storia dell’Umanità
- i fenomeni naturali che spesso si trasformano in tragedie (frane, alluvioni, terremoti, eruzioni vulcaniche)
- lo studio dei movimenti del terreno con i dati satellitari InSAR
Indagini sui movimenti del terreno grazie ai dati satellitari InSAR
L’uso delle immagini provenienti dai satelliti dotati a bordo di un radar InSAR è ormai diventata un ausilio comune per la sorveglianza di fenomeni naturali come frane a cinematica lenta, vulcani, deformazioni associate ai terremoti e la subsidenza del terreno, sia naturale che antropica
Le indagini InSAR si svolgono in aree di dimensioni molto diverse, da quelle regionali fino al livello del singolo edificio e si stanno ritagliando un ruolo sempre più importante nella gestione del rischio idrogeologico.
I dati InSAR
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Karl Terzaghi nel 1950 faceva notare che le frane possono verificarsi in quasi tutti i modi immaginabili, lentamente e all’improvviso, con o senza alcuna apparente provocazione, ma se una frana arriva all’improvviso, sarebbe più esatto affermare che nessuno abbia potuto notare i fenomeni che hanno preceduto il suo innesco.
Analizzando le immagini InSAR pregresse in un’area nella quale è avvenuto un fenomeno come una frana consente spesso di cogliere quei segnali precursori a cui faceva cenno Terzaghi. A questo link del mio blog Scienzeedintorni trovate tre esempi interessanti del genere, la frana di Ponzano in Abruzzo, una miniera a cielo aperto e una frana in Cina. -
Karl Terzaghi nel 1950 faceva notare che le frane possono verificarsi in quasi tutti i modi immaginabili, lentamente e all’improvviso, con o senza alcuna apparente provocazione, ma se una frana arriva all’improvviso, sarebbe più esatto affermare che nessuno abbia potuto notare i fenomeni che hanno preceduto il suo innesco.
Analizzando le immagini InSAR pregresse in un’area nella quale è avvenuto un fenomeno come una frana consente spesso di cogliere quei segnali precursori a cui faceva cenno Terzaghi. A questo link del mio blog Scienzeedintorni trovate tre esempi interessanti del genere, la frana di Ponzano in Abruzzo, una miniera a cielo aperto e una frana in Cina.
Aldo Piombino
le connessioni fra fenomeni geologici e climatici con l’ evoluzione della vita sulla Terra e con la storia dell’Umanità, la comunicazione scientifica sui disastri naturali e lo studio dei movimenti del terreno con i satelliti InSAR rappresentano i miei principali campi di investigaizone
i dati satellitari InSAR
STORIA DEI DATI SATELLITARI InSAR.
All’inizio gli studi venivano condotti esclusivamente con lo studio degli interferogrammi, mappe in cui si evidenzia la differenza della distanza dal satellite dei pixel in cui è suddivisa l’area in due immagini, possibilmente consecutive. La prima immagine InSAR di un terremoto è stata un interferogramma che ha evidenziato lo spostamento associato al terremoto di Landers, California (USA) nel 1992 sfruttando due immagini dell’appena lanciato ERS-1 (European Remote Sensing satellite), il primo satellite per lo studio della Terra equipaggiato con un sensore SAR (Massonet et al, 1993).
Poi sono arrivati i Persistent Scatterers (Ferretti et al, 2003): in una serie di immagini radar che coprono esattamente la stessa zona (e anche scattate ad intervalli costanti) un Persistent Scatterer (PS) è un punto che fornisce sempre la stessa risposta alla radiazione incidente emessa dal satellite e riflessa verso di esso e di cui si misura per via interferometrica la distanza dal satellite. Inserendo in un grafico tutte le misure nel tempo ricavate ad ogni passaggio del satellite si ottiene la serie temporale la serie temporali di deformazione, dove è appunto indicata ad ogni passaggio del satellite la distanza del punto da esso. Inoltre a questo modo vengono estratti i valori di velocità del movimento del suolo.
I Persistent Scatterers “naturali” coincidono solitamente con edifici, strutture artificiali, piazzali, speroni rocciosi e aree prive di vegetazione in genere e quindi si tratta di oggetti già disponibili. È possibile pure installare delle strutture in grado di funzionare come PS, ma in tal caso la loro presenza non viene riscontrata immediatamente dalle elaborazioni delle nuove immagini radar.
Con i satelliti della costellazione Sentinel-1 e altri strumenti del genere che lavorano in banda C le zone edificate e quelle rocciose possono essere coperte in maniera ottimale (ad esempio ci sono quasi un milione di PS per orbita nella sola Toscana), mentre al contrario aree boscate e campi coltivati offrono poche possibilità, almeno fino a quando non saranno disponibili i dati di satelliti InSAR che funzionano con radar in banda L.
Analizzando i dati satellitari InSAR è possibile riconoscere aree nelle quali le serie temporali dei PS rilevano delle anomalie. Queste anomalie possono essere dovute a varie motivazioni come quelle precedentemente citate, a cui si aggiungono trend generali di un’area o errori di restituzione. Inoltre nelle aree colpite da importanti sequenze sismiche si manifestano per diversi anni delle deformazioni che interessano aree molto vasta per un lungo periodo di tempo.
Quindi il compito di un operatore addestrato è individuare la presenza e le cause di questi comportamenti anomali, discriminandole dai movimenti prettamente locali