LUCI SISMICHE E PRECURSORI: UN'ANALISI DEGLI STUDI DI M. IKEYA

In un post di questo blog comparso il 13 gennaio scorso è stata annunciata la messa a disposizione sul sito di CIPH-SOSO della versione integrale italiana di tre lavori le cui sintesi erano apparse nei Proceedings dell'International Project Hessdalen Workshop tenutosi a Bologna nel 2006.

Per la sua portata, uno di essi richiede una presentazione più ampia. Si tratta di "Motoji Ikeya: Earthquake and Animals - Sintesi analitica", opera di Massimo Silvestri, membro del CIPH e responsabile della stazione sperimentale SOSO.

Lo scritto, scaricabile all'url:

http://www.itacomm.net/ph/2008_Silvestri.pdf

contiene un'ampia disamina del libro del sismologo giapponese Motoji Ikeya, scomparso nel 2006 ed i cui estremi di pubblicazione figurano nel saggio di Silvestri.

Silvestri tiene a sottolineare come il titolo del libro, uscito nel 2004, possa risultare ingannevole. Esso infatti va ben al di là della sfera del comportamento animale connesso ai sismi, elaborando una serie di modelli interpretativi di tutti i fatti di nostro interesse. Non a caso la prima parte della sinossi di Silvestri è una lunga carrellata dei fenomeni anomali connessi ai sismi presi in considerazione da Ikeya: dalle EQL alle EQC (Earthquake Clouds, nubi sismiche) alle EQF (Earthquake Fogs, nebbie sismiche), alle peculiarità del comportamento animale, alle perdite delle proprietà di materiali magnetici, ai disturbi psico-fisici delle persone, alle anomalie elettromagnetiche e meteorologiche sino alle stranezze che si manifestano nel regno animale e così via.

Per questo panorama Ikeya ha preso in considerazione in modo speciale quattro serie sismiche asiatiche abbastanza recenti che presentano testimonianze e registrazioni strumentali di grande interesse: quella giapponese di Kobe del 1995, quella turca di Izmit del 1999, quella taiwanese ancora del 1999 ed infine quella indiana del Bhuj Gujarat del 2001.

Ikeya passa poi ad alcune ipotesi per spiegare il comportamento animale: capacità uditiva di percepire emissioni subsoniche (meno di 15 Hz) generate dalle onde sismiche, capacità olfattiva di sentire odori di polveri o di gas (metano, radon, solfuri ecc.) veicolati dalle crepe che si aprono nel terreno, con particolare enfasi posta sulle emissioni di radon, presenza di aerosol ionizzati - carichi in modo positivo o negativo - che potrebbero interferire con i livelli di produzione ormonale dei soggetti esposti, in specie di quelli di serotonina, capacità di percepire il calore prodotto dalle emissioni IR dovuti agli sforzi elevati cui sono sottoposte faglie e masse tettoniche prima dei sismi e così via.

Tuttavia, Ikeya ha approfondito in maniera speciale il problema delle possibili interazioni fra comportanti insoliti di animali, umani e piante e SEMS (Seismo Electro-Magnetic Signals) emessi prima e durante il verificarsi dei terremoti.

Ikeya ha portato la complessa questione del legame fra SEMS ed anomalie pre-sismiche in laboratorio. Ha ottenuto risultati promettenti dapprima utilizzando dei campi elettrici ed ipotizzando che siano gli aerosol carichi da un lato a modificare il metabolismo degli esseri viventi, dall'altro - interferendo sulla conducibilità elettrica dell'aria atmosferica - a stimolare l'insorgere di EQL, EQC ed EQF. In questi casi Ikeya ha utilizzato sia un campo statico creato da una serie di batterie sia uno impulsivo dovuto ad un generatore di van de Graaff.

Un'altra serie di esperimenti ha comportato la compressione di campioni di rocce di vario tipo con registrazione delle anomalie di comportamento di animali di varie specie posti nelle vicinanze. Stavolta è stata impiegata una pressa in grado di creare pressioni sino a 1000 tonnellate.

I risultati confermerebbero il legame tra comportamento animale ed eventi pre-sismici di tipo sonoro ed elettromagnetico.

Ikeya ha poi raffinato in modo ulteriore i suoi esperimenti in cui utilizza campi elettrici. Ha infatti lavorato con un gruppo di veterinari per misurare le variazioni di cinque ormoni (adrenalina, noradrenalina, serotonina, dopamina e GABA) negli esemplari impiegati. Pressioni sulle rocce, emissioni radio, emissioni acustiche e comportamento animale sono risultati strettamente connessi. Ulteriori conferme del tipo di variazioni (aumenti o diminuzioni nel sangue e nel liquor cerebrospinale) sono giunti dall'esposizione ad onde EM e ad aerosol carichi in modo positivo o negativo. I risultati tuttavia presentano ulteriori problemi, nel senso che - ad esempio - sembrano smentire che nelle fasi pre-sismiche, come ipotizzato negli anni '70 del secolo scorso dal geologo Helmut Tributsch, via sia un aumento dei livelli di serotonina.

Altre osservazioni fatte in modo fortuito su topolini utilizzati nell'Istituto di ricerca sulle proteine di Osaka subito prima del sisma di Kobe del 1995 ed una serie di questionari somministrati agli studenti della regione per valutarne eventuali risvegli precoci la mattina della scossa principale, valutati secondo criteri statistici avanzati, hanno mostrato ulteriori elementi a favore del legame fra comportamento umano/animale e segnali EM generati precocemente dai sismi.

Poi Ikeya passa alla parte di più immediato interesse per i Fenomeni Luminosi Transitori in Atmosfera: quella dei precursori sismici atmosferici. Nell'ampia analisi della casistica fatta dal geofisico scomparso si ricordano qui il ruolo speciale avuto dal geologo giapponese Yutaka Yasui, che tra il 1968 ed il 1973 riuscì finalmente ad imporre all'attenzione dei suoi colleghi il fenomeno delle EQL ed eventi come la registrazione filmata, ovviamente fortuita, di un evento analogo ottenuta nell'aprile dal 2001 grazie ad una telecamera fissa della tv pubblica giapponese NHK in occasione del sisma di Shizuoko.

Dopo aver esaminato pregi storici e limiti delle ipotesi della triboluminescenza e della termoluminescenza per spiegare le EQL - renderne conto in termini di liberazione di aerosol, radon e metano non permette di capire i fenomeni che paiono svilupparsi ad alta quota - Ikeya esamina con interesse i meccanismi della sonoluminescenza per spiegare eventi come quelli descritti in occasione del sisma turco di Izmit del 1999 ("palle di luce" che uscivano dal mare) ipotizzando però pure che essi possano dipendere da ricombinazioni fra idrogeno dovuto all'instaurarsi di processi elettrolitici nell'acqua ed ossigeno atmosferico.

Particolarmente intrigante la formazione durante alcuni sismi di vere e proprie sfere luminose in atmosfera, in apparente analogia con i fulmini globulari (BL). Anche stavolta Ikeya lavora nell'ambito dei possibili meccanismi dovuti ai SEMS.

Quanto ad un altro meccanismo tradizionalmente invocato per le EQL, quello della piezoelettricità, ad avviso di Ikeya esso conserverebbe tuttora un notevole interesse, sia perché può essere generata da molti tipi di rocce e non solo da quarzi, sia perché i livelli di campo elettrico più elevati si ottengono in questi materiali quando la compressione e la fratturazione avvengono in modo lento e localizzato (ossia, nel nostro caso, nella fase di accumulo pre-sismico) piuttosto che durante il rilascio della scossa principale.

Usando alcuni modelli matematici Ikeya ed il suo collega S. Takaki hanno messo a punto delle simulazioni che confermano la maggior elevazione del campo elettrico (dell'ordine di 4000 V/m per una faglia di 10 km di lunghezza percorsa da onde S nel tempo di un 1 sec) nella fase pre-sismica piuttosto che in quello del rilascio energetico del parossismo tellurico.

E' ciò che Ikeya e Takaki hanno poi inquadrato nel Dark Discharge Model (modello della scarica scura).

Si tratta di un meccanismo in cui gli elettroni liberi presenti nell'aria, in presenza di un campo elettrico d'intensità ottimale sarebbero accelerati dai segnali EM transitori prodotti nelle fasi pre-sismiche. Si creerebbe così una scarica a valanga con emissioni luminose anche di notevole intensità. D'altro canto, parte della radiazione luminosa sarebbe di tipo UV: essa ionizzerebbe altre molecole di gas neutro aumentando ancora la quantità totale di elettroni liberi.

I calcoli fatti da Ikeya e Takaki indicano che le luminosità dovute alle dark discharges assumerebbero soprattutto due forme: emisferica, con espansione puntiforme dal terreno verso una fase finale più in alto, oppure sferica.

I tipi di gas potenzialmente disponibili in questo meccanismo, tuttavia, non rendono semplice spiegare le colorazioni rossastre delle EQL spesso segnalate. L'ipotesi presentata è quella che il colore rosso sia dovuto ad un'interazione fra particelle di argon con quelle derivanti dal decadimento del radon.

Oltre alle EQL, tuttavia, i fenomeni atmosferici anomali pre-sismici comprendono pure le EQC e le EQF. Lo studioso giapponese C. Kagito nel 1980 dedicò un intero libro all'argomento delle nubi sismiche.

Anche in questo caso il modello proposto è quello degli aerosol carichi elettricamente, che giunti in atmosfera agirebbero come nuclei di aggregazione per le molecole di vapore. Un processo simile potrebbe essere mediato dai SEMS, che hanno la capacità di elettrificare e di aggregare polveri e vapore acqueo.

Ikeya ha testato il suo modello per le EQC in laboratorio (la procedura è descritta nella disamina di Silvestri) ottenendo buoni risultati, ma ahimé usando campi assai più intensi di quelli attesi in occasione di un terremoto.

Infine, molti altri fenomeni anomali pre-sismici - dai suoni a bassa frequenza uditi prima dell'arrivo della scossa, a difficoltà ad accendere delle candele, a difetti di funzionamento di termometri a mercurio, a smagnetizzazione temporanee di materiali magnetici, ad accensioni di lampade fluorescenti e di vari tipi di elettrodomestici, a disturbi nella ricezione radio-televisiva, parlano tutti con evidenza più o meno grande della presenza di forti campi elettrici.

La sintesi di Silvestri si conclude con uno stato dell'arte dell'impiego in Giappone di vari tipi di animali quali sentinelle anti-sismiche. Una disciplina ancora giovane e dai risultati contraddittori.

E' ormai assodato che prima e durante gli eventi sismici ci sono variazioni minime del campo magnetico terrestre locale ma pure - assai più intense - di quello elettrico. Il problema più grave di tutta la questione è costituito dalla comprensione dei meccanismi, forse concorrenti tra loro, che permettono l'instaurarsi dei SEMS. La strada più promettente, visto che le variazioni pre-sismiche di campo magnetico sono trascurabili è quella legata alle variazioni del campo elettrico.

Il monitoraggio dello spettro EM ha permesso di capire che i prodromi del terremoto generano disturbi dalle ELF sino alle VHF, ma per ora lo stato delle conoscenze non consente di discernere le inteferenze EM di questo tipo da quelle dovute ad esempio a fronti temporaleschi o ad eventi di altro tipo.

In altri termini, per ora latitano i "marcatori" in grado di permettere un riconoscimento di questo genere.