Caratterizzazione sismica
- EinsteinArray e rete GIANT — Una rete di 12 stazioni broadband installate in pozzo attorno all'area candidata, integrata con sensori meteorologici e infrasonici e con il potenziamento della rete regionale sarda.
- Array sismico a spirale (Mamone) — Una campagna di misura specificamente progettata per caratterizzare il rumore sismico nella banda 1–10 Hz, la più critica per ET.
- Variazioni di velocità sismica — Analisi delle cross-correlazioni di rumore sismico ambientale per monitorare nel tempo le proprietà elastiche della crosta superficiale.
- Catalogo sismico e discriminazione delle sorgenti — Costruzione di un catalogo completo della sismicità sarda con tecniche di machine learning, con identificazione degli eventi di origine antropica e stima della magnitudo momento tramite inversioni spettrali.
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EinsteinArray e potenziamento della rete sarda (GIANT)
L'EinsteinArray è una rete di 12 stazioni sismiche broadband installate in pozzo a circa 10 metri di profondità, con una spaziatura di 10–15 km attorno all'area candidata. La rete permette di studiare il rumore sismico nella banda del microsisma, rilevare la sismicità locale — inclusi gli scoppi di cava — e caratterizzare la variazione spaziale e stagionale del rumore di fondo. L'array si integra con le quattro stazioni permanenti già attive nell'area e con la futura rete regionale GIANT, che adotterà sensori Very Broad Band (VBB) per la registrazione ottimale di segnali a bassa frequenza come telesismi e microsismi oceanici. A completamento dell'infrastruttura, sono previste 6 stazioni meteorologiche e 16 sensori infrasonici per una caratterizzazione ambientale multiparametrica del sito.
Array sismico a spirale per la banda 1–10 Hz
Il range di frequenza tra 1 e 10 Hz, cruciale per valutare l'idoneità del sito rispetto ai requisiti di ET, è ancora privo di una caratterizzazione adeguata. È stato quindi progettato un array a 16 elementi in configurazione a spirale da installare nell'area della colonia penale "Mamone" (provincia di Nuoro). La geometria a spirale garantisce un'ottima risoluzione nella direzione di provenienza e nella velocità di propagazione delle onde sismiche con un numero ridotto di sensori. L'installazione è prevista per marzo-aprile 2026, con un periodo di acquisizione di circa due mesi.
Geometria dell’array sismico installato alla Colonia Penale del Mamone
Ricercatori impegnati nell’installazione di una stazione sismica dell’array
Monitoraggio delle variazioni di velocità sismica
Attraverso una tecnica interferometrica applicata alle cross-correlazioni di rumore sismico ambientale, è possibile costruire serie temporali delle variazioni di velocità delle onde sismiche nella crosta superficiale. Queste variazioni riflettono perturbazioni dello stato di stress, variazioni del contenuto idrico del sottosuolo o effetti di eventi meteorologici estremi, e possono essere integrate con le misure di deformazione GNSS per stimare i movimenti attesi alle profondità delle gallerie di Sos Enattos. L'analisi è condotta con il software open source MSNoise (http://www.msnoise.org/), garantendo piena riproducibilità e confrontabilità con gli altri siti candidati per ET.
Catalogo di sismicità e discriminazione delle sorgenti
Tra il 2022 e il 2025, l'integrazione di 8 stazioni dell'esperimento AdriaArray con la rete permanente dell'INGV (IV) e la rete MedNet (MN) ha permesso per la prima volta una copertura omogenea dell'intera Sardegna con distanza inter-stazione inferiore a 30 km. Questi dati alimentano un workflow automatizzato basato su machine learning per la costruzione di un catalogo completo della sismicità locale che comprende l'identificazione delle fasi con PhaseNet, associazione degli arrivi in eventi con Gamma, localizzazione probabilistica con NonLinLoc e calcolo della magnitudo momento Mw con metodo probabilistico di inversione spettrale.
Dato il bassissimo livello di sismicità tettonica in Sardegna, una parte significativa degli eventi nel catalogo è di origine antropica — in particolare esplosioni in cava. Tecniche di machine learning applicate direttamente alle forme d'onda consentono di separare queste sorgenti da quelle naturali, sfruttando il ridotto contenuto di onde superficiali tipico delle esplosioni superficiali.
Mappa degli eventi (terremoti ed esplosioni di cava) che sono stati localizzati e per i quali è stata calcolata la Magnitudo Momento Mw rappresentata dal colore dei cerchi
Caratterizzazione elettromagnetica
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CARMA-ET — Campagna magnetotellurica per la caratterizzazione spaziale e spettrale del rumore magnetico ambientale e la stima delle correnti telluriche indotte.
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Indagini audiomagnetotelluriche (AMT) — Ricostruzione della struttura di resistività elettrica del sottosuolo fino a 2 km di profondità.
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Prospezione elettromagnetica da elicottero (EinstAEM) — Modellazione 3D di resistività e fratturazione del sottosuolo fino a 500 m di profondità su circa 400 km².
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Monitoraggio magnetico continuo — Stazione magnetica permanente per il monitoraggio continuo del campo geomagnetico.
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CARMA-ET: caratterizzazione del rumore magnetico ambientale
Il progetto CARMA-ET (CAratterizzazione del Rumore Magnetico Ambientale per l'ET) è dedicato alla misura e alla comprensione del rumore magnetico nel sito di Sos Enattos. L'area d'interesse si estende su circa 25x25 km² e comprende diverse potenziali sorgenti di disturbo magnetico, sia antropiche — pannelli solari, parco eolico, aree industriali, diga — sia naturali, legate alla variabilità del campo geomagnetico e all'attività solare. Queste sorgenti possono produrre disturbi diretti e generare correnti telluriche indotte nel sottosuolo, che costituiscono una delle possibili fonti di interferenza per le infrastrutture e i sistemi di misura dell'ET.
Il progetto prevede una campagna di misure magnetotelluriche con stazioni Long Period, per lo studio delle variazioni lente e di grande scala, e Broad Band, dedicate alla caratterizzazione dei disturbi ad alta frequenza, in quattro punti estremi dell'area ET piu' una stazione di riferimento remota. I risultati permetteranno di mappare la distribuzione nello spazio e nelle diverse bande di frequenza del rumore magnetico, stimare le correnti telluriche indotte, fornire indicazioni fondamentali per l'ottimizzazione del layout delle infrastrutture, definire strategie di mitigazione del rumore e pianificare sistemi di monitoraggio ambientale. Durata complessiva stimata: 3–4 mesi.
Attività di campagna per misure elettromagnetiche a terra: installazione di sensori, posa di elettrodi nel terreno e allestimento della strumentazione alimentata da pannelli solari.
Indagini audiomagnetotelluriche (AMT)
La tecnica AMT sfrutta la misura delle variazioni naturali dei campi elettrici e magnetici per ricostruire la struttura di resistività elettrica del sottosuolo fino a circa 2 km di profondità. Nell'area di Sos Enattos la distribuzione della resistività permette di identificare discontinuità strutturali, faglie, zone fratturate e percorsi preferenziali per la circolazione dei fluidi — elementi fondamentali per la progettazione delle infrastrutture sotterranee di ET. Le misure sono organizzate lungo profili 2D nelle direzioni delle infrastrutture previste, con transetti ortogonali per intercettare variazioni laterali.
Prospezione elettromagnetica da elicottero (EinstAEM)
Il progetto EinstAEM prevede una prospezione elettromagnetica airborne su circa 450 km², con 2.800 km di dati acquisiti da piattaforma elitrasportata. L'obiettivo e' ricostruire modelli tridimensionali di resistività e caricabilità del sottosuolo fino a 500 m di profondità, con risoluzione laterale di 30–50 m. I dati permetteranno di individuare zone di fratturazione, aree con circolazione preferenziale di fluidi e contatti litologici rilevanti per le opere sotterranee. Le attività sono avviate ufficialmente dal febbraio 2026.
Fase di decollo del sistema AEM: un tecnico guida le operazioni mentre l'elicottero solleva l'antenna dal suolo, pronto per iniziare il rilievo.
L'antenna del sistema elettromagnetico aereo (AEM) agganciata a un elicottero durante un rilievo geofisico. La struttura ad anello trasporta le bobine trasmittente e ricevente che permettono di "vedere" il sottosuolo dall'alto.
L'antenna AEM a riposo in un prato durante una pausa operativa. L'elicottero è parcheggiato nelle vicinanze.Monitoraggio magnetico continuo
A completamento dell'analisi del campo elettromagnetico, e' prevista l'installazione di una stazione magnetica permanente che fara' parte della Rete Magnetica Nazionale gestita dall'INGV. Un magnetometro fluxgate triassiale a basso rumore monitora' in continuo le componenti vettoriali del campo geomagnetico, affiancato da un sensore scalare. I dati consentiranno di caratterizzare la risposta del sottosuolo alle variazioni del campo magnetico esterno, stimare le correnti telluriche indotte e costruire serie temporali di lungo periodo per la stima statistica dei livelli di rumore magnetico, in sinergia con i risultati di CARMA-ET e AMT.
Installazione di un magnetometro a terra per la misura del campo magnetico terrestre nell'area di studio (Mamone, Sardegna)
Geodesia e deformazione del suolo
- Rete GNSS di densificazione — 8–10 nuove stazioni semi-permanenti per la misura ad alta precisione delle deformazioni del suolo.
- Interferometria SAR multi-temporale (MT-InSAR) — Generazione di mappe di deformazione sub-centimetrica da immagini satellitari COSMO-SkyMed e Sentinel-1.
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Rete GNSS di densificazione
Sebbene la Sardegna sia tettonicamente stabile, la straordinaria sensibilità di ET richiede una conoscenza dettagliata di qualsiasi deformazione del suolo, anche di origine idrologica o atmosferica. Il progetto prevede l'installazione di 8–10 nuove stazioni GNSS semi-permanenti attorno all'area ET, con ricevitori multifrequenza e multi-costellazione alimentati a energia solare. La rete misurerà deformazioni con risoluzione dello strain giornaliero fino a 10-7, distinguendo il carico idrologico dai movimenti tettonici e fornendo calibrazione per le mappe InSAR.
Tripode di supporto dell’antenna GNSS della stazione SOSE.
Installazione della stazione GNSS SOSE della rete RING (http://webring.gm.ingv.it) a Sos Enattos
Sazione GNSS SOSE completa con alimentazione solare
Stazione GNSS semi-permanente a basso impatto con alimentazione solareInterferometria SAR multi-temporale (MT-InSAR)
La tecnica MT-InSAR misura spostamenti millimetrici della superficie terrestre utilizzando serie storiche di immagini satellitari acquisite con sensori Radar ad Apertura Sintetica (SAR). Per Sos Enattos vengono elaborate circa 130 immagini acquisite dal satellite COSMO-SkyMed dell'Agenzia Spaziale Italiana (sensori SAR banda X, risoluzione ~3x3 m² al suolo) tra gennaio 2022 e dicembre 2025, sia in orbita ascendente che discendente. Sono state anche elaborate 88 immagini Sentinel-1 (ESA, banda C) nel periodo settembre 2022–luglio 2025 con la tecnica Small Baseline Subset (SBAS), con risoluzione a terra di 100 m. I prodotti finali sono la mappa di velocità media del suolo (in mm/anno) e le serie storiche di spostamento (in mm); i risultati COSMO-SkyMed e Sentinel-1 saranno confrontati a scopo di validazione.
I prodotti finali validati — mappe di velocità media e serie storiche di spostamento con precisione di 1–2 mm/anno — permetteranno di evidenziare eventuali criticità geologiche quali frane e subsidenze e si integreranno con i dati GNSS per ricostruire il campo di spostamento continuo dell'area.
Mappa di velocità di deformazione del suolo ottenuta con la tecnica MT-InSAR (Multi-Temporal Interferometric SAR), sovrapposta a un modello digitale del terreno in 3D. Ogni punto colorato rappresenta un riflettore radar stabile (edificio, roccia affiorante) la cui quota viene monitorata nel tempo dal satellite. I toni verdi indicano stabilità, mentre i colori caldi (giallo, arancione, rosso) segnalano subsidenza — ovvero un lento abbassamento del terreno.
Rappresentazione artistica del satellite radar COSMO-SkyMed in orbita attorno alla Terra. Sviluppato dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI), questo sistema è in grado di acquisire immagini radar ad alta risoluzione in qualsiasi condizione meteorologica e di illuminazione, ed è utilizzato tra l'altro per il monitoraggio delle deformazioni del suolo.
Serie temporale di spostamento del suolo per un singolo punto di misura (lat. 37.98°N, lon. 23.60°E), ricavata dall'analisi MT-InSAR. Ogni punto nero rappresenta una misura acquisita dal satellite; la linea rossa indica la tendenza media, corrispondente a una velocità di subsidenza di circa −6.9 mm/anno. Il grafico mostra un abbassamento progressivo e costante del suolo nell'arco di circa cinque anni.
Geologia strutturale e modellazione 3D
- Modello geologico 3D e Discrete Fracture Network (DFN) — Ricostruzione tridimensionale del basamento cristallino e modellazione dei sistemi di fratture per la caratterizzazione idraulica del sottosuolo.
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Modello geologico 3D e Discrete Fracture Network (DFN)
L'obiettivo di questa linea di attività, condotta dal SISMOLab3D dell'INGV, e' la realizzazione di un modello geologico-geofisico 3D integrato del basamento cristallino dell'area candidata, che definisca geometrie strutturali e volumi di roccia e fornisca il framework necessario a tutte le analisi geofisiche di sito. A questo si affianca la costruzione di modelli Discrete Fracture Network (DFN), che rappresentano esplicitamente la fratturazione del mezzo per analizzarne il comportamento idraulico. Il lavoro si articola in rilievi strutturali sistematici in superficie e nelle gallerie accessibili della miniera di Sos Enattos, analisi statistica dei sistemi di fratture, modellazione 3D e simulazioni numeriche della migrazione dei fluidi. I parametri di connettività e permeabilità ottenuti saranno integrati nel modello 3D regionale, calibrati con i dati di resistività AEM e messi a disposizione per la progettazione delle opere sotterranee di ET.
Modello geologico 3D preliminare dell'area di studio. La superficie topografica è integrata con la cartografia geologica locale. I cilindri indicano l'ubicazione e la profondità dei sondaggi, mentre le linee blu rappresentano una delle possibili configurazioni del tracciato sotterraneo dell'infrastruttura Einstein Telescope (ET). In rosso è evidenziata la superficie della faglia principale, che costituisce l'elemento strutturale dominante nel volume investigato.
