Anomalie radio e variazioni del campo magnetico interplanetario utilizzate come precursori sismici su scala globale – 2° parte –

Presentato alla conferenza EDPD 2011 di Kanyakumari, India

21-25 Settembre 2011

Valentino STRASER

94, Località Casarola – 43040 Terenzo PR, Italy

[email protected]

Abstract: Il monitoraggio delle radio anomalie, iniziato in modo continuo a partire dal 2009 dalla stazione LPTA di Roma e il confronto con le variazioni del Campo Magnetico Interplanetario, hanno permesso di studiare i due fenomeni fisici e metterli in relazione con l’accadimento di terremoti su scala globale di magnitudo generalmente maggiore di 6. Dall’esperienza maturata sul campo, la comparsa delle radio anomalie precede, normalmente, da poche ore a pochi minuti i sismi di forte intensità. Le radio anomalie, associate ai precursori sismici, non sono ancora conosciute e per questa ragione non ancora classificate. In questo studio si propone, quindi, la denominazione di “Precursori Sismici Globali”, quella categoria di precursori individuati strumentalmente dalle radio anomalie, associabili a “caratteristiche variazioni” del Campo Magnetico Interplanetario. Entrambi i valori, fra loro confrontati e messi in relazione, indicano a scala globale l’imminenza di un sisma potenzialmente distruttivo. Il metodo, però, nonostante gli esiti positivi di applicazione, non permette, al momento, di avanzare stime sulla zona epicentrale. I dati, per questa categoria di Precursori Sismici Elettromagnetici, possono essere inoltre confrontati a scala temporale, per una loro validazione, con anomalie magnetiche registrate da altre stazioni localizzate in varie zone della Terra, anche molto distanti l’una dall’altra.

Parole chiave: Anomalie radio, campo magnetico interplanetario, precursori sismici globali, marcatori sismici, precursori sismici elettromagnetici.

La prima parte di questa ricerca è disponibile al seguente indirizzo web : http://daltonsminima.altervista.org/?p=19836

 

Verifiche strumentali

 I PSE, come è stato anticipato nella prima parte, possono essere osservati da più stazioni di rilevamento e fra loro confrontati anche a scala temporale. In molti casi, ma non in tutti, sono state registrate le medesime alterazioni del fondo magnetico naturale allo stesso orario come nel caso dei magnetometri HAARP (http://137.229.36.30/cgi-bin/magnetometer/gak-mag.cgi) e KIRUNA ( www.lund.irf.se/helioshome/magnetometerdata.html) , alcune ore prima di forti sismi. Questa ricorrenza si è ripetuta in questi ultimi tre anni e anche nel 2011, per i terremoti analizzati in questo studio.

Per questo Metodo, la comparazione dei dati è stata possibile effettuarla a scala globale, perché il meccanismo di genesi dei PSE consente di effettuare rilevazioni anche a distanze elevate rispetto alla zona di stress tettonico.

Alcuni studi scientifici, infatti, hanno messo in evidenza che i cristalli e le rocce in generale emettono delle radiazioni elettromagnetiche poco prima di rompersi sotto una pressione meccanica e durante la loro rottura ( http://www.vlf.it/mognaschi/TERREM3.html ). È stato calcolato, ad esempio, che emissioni energetiche di 50 MegaWatt che avvengono nel sottosuolo a decine di km di profondità, riescono a superare il rumore di fondo elettromagnetico a 3Hz (1mVm) e, quindi, questo di tipo di emissioni possono essere rilevate con facilità da più stazioni di monitoraggio.

METODI E DATI

Il metodo utilizzato in questo studio consiste nel confronto dei dati, rilevati 24 ore su 24, fra le variazioni del IMF e, in particolare, nell’individuazione della forma a “σ” del tracciato in prossimità del valore di 2nT, e la comparsa di radio interferenze rilevate dagli strumenti di LPTA, nella stazione di monitoraggio situata nei pressi di Roma.

La stazione LPTA è dotata di un rilevatore di frequenza, N.A.S.A. Inspire VLF3 e un magnetometro triassiale che sono interfacciati con un computer che registra i dati 24 ore su 24. (Figura n°6).

Il tracciato del IMF è registrato dai satelliti GOES 13 e 15 ed è consultabile online 24 ore su 24, in modo da confrontare, continuamente, i dati delle radio anomalie, con altri magnetometri come, ad esempio, HAARP e KIRUNA.

Figura 6. NASA INSPIRE VLF3 frequenza di raccolta dati rilasciati alla stazione di Progetto LPTA nei pressi di Roma.

 

STRUMENTI USATI

 a)    Spettogrammi

Gli spettrogrammi ottenuti da parte della stazione sono state registrati ogni 10 minuti, cioè uno ogni linea orizzontale 1600 millisecondi. I dati impostati nel Lab Spectrum sono i seguenti:

Effetto delle impostazioni di FFT con fs = 44,1000 kHz: Larghezza di una FFT-bin: 21,0285 mHz ; Equiv. rumore a larga banda: 28,5988 mHz ; Massima gamma di frequenza: 0,00000 Hz a1.37813 kHz ; FFT finestra temporale: 47.554s ; Sovrapposizione di intervallo di scorrimento: 96,6%

b)    Scala calorimetrica

Utilizzando una scala colorimetrica creata da Gabriele Cataldi, i colori spettrogramma rappresentano specifici valori in relazione al tipo del segnale prodotto. Normalmente, i precursori elettromagnetici sismici (ESP o ESS) raggiungono in media i 60 nT a 10 MHz (Fraser-Smith et al., 1990), tuttavia è possibile studiare ESP a frequenze basse come 15 Hz (ELF e bande SLF), anche se in termini pratici, è più facile studiare questi segnali a 30 Hz, senza cercare i “MHz”. La scala colorimetrica mostra segnali che raggiungono 30 nT in rosso e in bianco quelli che hanno raggiunto i 100 nT. In questo modo, tutti i segnali inferiore a 20 nT appaiono BLU e possono essere facilmente distinti dagli altri. Tra 20 e 30 nT le modifiche da blu al rosso. Una deviazione di soli 10 nT tra il blu e il rosso visualizza in modo efficace tutti quei valori di qualsiasi rilevanza sul uno spettrogramma. Per fare un confronto, vale la pena ricordare che 30nT è pari a tre volte il campo magnetico prodotto da un tostapane elettrico misurato da un misuratore di distanza, il che significa che il valore è indubbiamente significativo nello studio ESP. Anomalie di onde radio negli spettrogrammi sono indicati in giallo (tutte le tonalità del giallo fino a diventare bianco), e circondati da un rosso. In questo modo possiamo essere certi che abbiamo davanti a noi un segnale di intensità non inferiore a 65 nT (la prima ombra del giallo, che corrisponde ad un’intensità superiore a quella prodotta da un tubo fluorescente ad un 1 metro di distanza).

c)    Satelliti

I dati del sistema di rilevamento satellitare (Orbitron) sono i seguenti: (http://www.swpc.noaa.gov/Data/goes.html)

GOES 13 (Primario): orbita a  35,809km; Long 74.5403° O; Lat 0.3317° S; Ht (km) 35 809.730; Azim 272.3°; Elev -10.7°; RA 12h 26m 24s; Decl. -7° 07′ 04″.

GOES 15 (Secondario): orbita a  35,782km; Long 88.9147° O; Lat 0.0344° N, Azim 284.2; Elev -18.6°; RA 11h 29m 43s; Decl. -6° 37′ 18″.

DISCUSSIONI

 La comparsa delle radio anomalie e la corrispondente variazione del IMF hanno mostrato di avere analogie strumentali con altre stazioni di rilevamento, registrate in altre zone dislocate in varie zone della Terra durante le fasi preparatorie di terremoti con magnitudo superiore o uguale a 5.5 e più frequentemente M>6. Per ogni terremoto studiato in questo lavoro è emerso un dato comune, rappresentato dall’aumento del rumore di fondo prima del sisma, dalla diminuzione in prossimità della scossa e il conseguente aumento del rumore di fondo e delle radio anomalie dopo il terremoto.

A titolo esplicativo, si possono citare i casi dei due terremoti avvenuti nelle Isole Vanuatu il 20 agosto 2011.

Primo sisma (vedere: www.usgs.gov ):

 Magnitudo : 7.1 Data e tempo Sabato 20 Agosto 2011 alle 16:55:02 UTC Località: 18.260°S, 168.069°E Profondità: 40.6 km Regione: Vanuatu

Secondo sisma (vedere : www.usgs.gov ):

Magnitudo 7.0 Data e tempo Sabato 20 Agosto 2011 alle 18:19:24 UTC Località: 18.287°S, 168.132°E Profondità: 28.5 km Regione: Vanuatu

Entrambi i sismi sono stati preceduti dalla comparsa del “σ” nel tracciato IMF. (Figura n°7a);  Dalle radio anomalie che hanno preceduto il sisma di pochi minuti. (Figura n°7b); Dai picchi del fondo magnetico (compreso fra 0 e 20 Hz), paragonabili a scala temporale con il precursore sismico elettromagnetico rilevato nella stazione di monitoraggio di Roma. (Figura n°7c); Da anomalie registrate dal magnetometro a induzione Haarp, paragonabili a scala temporale con il tracciato di LPTA. Figura n°7d); Dal magnetometro di Kyruna, che presenta una analoga corrispondenza temporale. (Figura n°7e); Dalla comparsa di interferenze nel range 400 – 5000 Hz rilevate anche queste dalla stazione LPTA di Roma. (Figura n°7f).

Dall’esperienza maturata a partire dal 2009, si è notato che “maggiore” è il numero delle radio interferenze, associabili alla comparsa del σ nel tracciato IMF, e “maggiore” è la magnitudo del terremoto. (Straser, 2011).

Il meccanismo ipotizzato per lo studio di questo metodo è quello di uno stress prodotto nel sottosuolo in grado di emettere onde elettromagnetiche, rilevabili strumentalmente sulla superficie terrestre. E, alla possibilità di rilevare emissioni elettromagnetiche non legate unicamente alla variazione del fondo magnetosferico si devono aggiungere anche a fenomeni di propagazione delle Onde Elettromagnetiche (OEM) all’interno della Terra, proprio come succede per onde sismiche (Palangio et al., 1993). In pratica, è possibile che i campi elettromagnetici prodotti da un sisma riescano a propagarsi all’interno della crosta terrestre e rimbalzare sugli strati più interni della terra proprio come accade ad un raggio di luce quando attraversa materiali trasparenti con fattore di rifrazione diverso a causa della diversa densità.  Tutte le emissioni elettromagnetiche con frequenza compresa tra 0 e 1000 Hz possono attraversare completamente il pianeta senza subire una riduzione di intensità (Palangio et al., 1993). All’interno di questo “range” sono anche presenti le emissioni di plasmi a bassa pressione, della tipologia che è possibile osservare nella nostra atmosfera. Si ipotizza, quindi, che l’emissione di onde elettromagnetiche, prodotte nelle fasi preparatorie dei sismi possa creare interferenze sia nella gamma delle onde radio tali da distorcere i valori del IMF e causare la comparsa del “σ” nel tracciato rilevato dal satellite.  Le onde elettromagnetiche (OEM), inoltre, si propagano in modo diverso a seconda se si trovino nell’atmosfera o nel sottosuolo. La velocità delle OEM nel sottosuolo è minore che nell’aria. Nel sottosuolo, invece, le OEM possono propagarsi riflettendo tra i vari strati e le diverse densità di cui è composta la roccia. È chiaro quindi che un rilevatore presente sulla superficie terrestre può captare diversi segnali in tempi diversi, ma generati nella stessa zona areale, prossima all’epicentro.

Quindi, da quanto esposto, maggiore sono le radio anomalie, maggiore è l’intensità dello stress prodotto nel sottosuolo.

Le casistiche analizzate in questo studio, che mettono in relazione le radio anomalie con le variazioni del campo magnetico e la distorsione della curva IMF (formazione del “σ”), possono essere raggruppate almeno in tre classi, relative cioè a terremoti di magnitudo compresa fra 5 e 6, M>6 e M>7. Per ogni casistica ricorrono, ma non sempre, alcuni elementi caratteristici.

 

1) Per questa casistica si può considerare come esempio il di magnitudo 5.1 avvenuto in Spagna l’11 maggio 2011. Per queste tipologie di  sismi sono frequentemente presenti:

  • Radio anomalie diradate nella fase preparatoria del sisma principale.
  • Gap temporale con l’assenza di radio anomalie di circa un’ora prima e dopo il terremoto.
  • Radio anomalie che seguono il terremoto.
  • Variazioni del IMF con la comparsa del σ di 2nT.
  • Deboli anomalie registrate da altri magnetometri.

Sisma di magnitude :  5.1

Data e tempo: mercoledì 11 Maggio 2011 alle 16:47:25 UTC; Località : 37.699°N, 1.673°W ;Profondità : 1 km ;Regione : Spagna

2) Per questa casistica, invece, si può considerare come esempio il terremoto di magnitudo 6.7 avvenuto nelle Isole Fiji il 29 luglio 2011. Per queste tipologie di  sismi sono frequentemente presenti:

Sisma magnitudo :  6.7

Data e tempo: Luglio 29, 2011 alle 07:42:23 UTC; Località: 23.651°S, 179.822°E; Profondità : 521.7 km; Regione: Sud delle isole Fiji

  • Radio anomalie.
  • Variazioni del IMF con la comparsa del σ di 2nT.
  • Abbondanza di segnali fra i 400 e i 5000 Hz.
  • Segnale radio precursore fra 0 e 20 Hz (fino a 1’ prima del sisma).
  • Frequente assenza di anomalie registrate da altri magnetometri (ad esempio, Haarp, e Kyruna).

 

Figura 7. Terremoto dati associati ad anomalie. a) VA satelliti 13 – 15; anomalie Radio b), c) Segnale precursore tra 0 e 20 Hz; d) Magnetometro ad induzione di Gakona (AK) e Kiruna (e) magnetica pulsazione, f) LPTA Progetto traccia da 400 a 5000Hz.

3) Per questa classe di casistiche, infine, si può considerare come esempio esplicativo il terremoto di magnitudo 9.0 avvenuto in Giappone l’11 marzo 2011. Per queste tipologie di sismi sono frequentemente presenti:

  • Notevole aumento del numero di radio anomalie 10 giorni prima della scossa principale, con una brusca caduta del numero totale di radio anomalie il giorno della scossa principale e una rapida ripresa delle anomalie il giorno successivo (Straser, 2011).
  • Aumento delle anomalie del campo geomagnetico.
  • Aumento dell’indice dell’attività geomagnetica.
  • Variazioni del IMF con la comparsa del σ di 2nT.
  • Qui è mostrata l’anomalia  radio che ha anticipato il sisma giapponese.
  • In questo caso la comparsa del σ nella curva del GOES, è più accentuata.

Da quanto discusso fino ad ora, in base alle tre casistiche analizzate, si può ipotizzare il seguente modello interpretativo, riassunto in tre fasi distinte.

Prima fase: in conseguenza dello stress cui sono sottoposte le rocce, si producono segnali elettromagnetici, che si manifestano con interferenze di vario genere registrate dagli strumenti e dal satellite (Figura n°8).

 

Figura 8. Come risultato dello stress che subiscono le rocce, sono prodotti segnali elettromagnetici e si manifestano interferenze di vario genere.

Seconda fase: man mano che lo stress si esaurisce, diminuiscono anche i segnali elettromagnetici prodotti dalle rocce fino ad arrestarsi per un breve intervallo (da pochi minuti a un’ora) prima del sisma (Figura n°9).

Figura 9. Come lo stress si dissolve a poco a poco, anche i segnali elettromagnetici prodotti dalle rocce diminuiscono fino a alla fine (da pochi minuti a un’ora) ed in alcuni casi anche prima di un sisma.

Terza fase: La nuova condizione di equilibrio che assume la roccia determina la comparsa di un nuovo stress con l’emissione di nuovi segnali elettromagnetici (Figura n°10).

Figura 10. Il nuovo equilibrio della roccia determina la comparsa di uno stress nuovo con l’emissione di segnali elettromagnetici.

 

Conclusioni e suggerimenti

Dall’esperienza maturata sul campo, possiamo dire che lo stress crostale essendo proporzionale al numero di radio anomalie prodotte, il presente Metodo, che si offre come un modo per individuare il trigger del sisma, può essere applicato a scala globale per sismi particolarmente forti e potenzialmente distruttivi per l’uomo. Uno dei limiti per l’applicazione di questo Metodo consiste nella difficoltà ad individuare la zona epicentrale, mentre fornisce dati incoraggianti sull’energia del sisma e l’ora di accadimento, che abbraccia un intervallo temporale che varia da poche ore a qualche minuto prima del terremoto. La valutazione della zona epicentrale, tuttavia, si può stimare con altri metodi di indagine. Per questa sua caratteristica il presente studio può essere applicato in sinergia con altri metodi per l’indagine sui precursori sismici. Ormai, infatti, la massa dei dati è tale da tentare un salto di qualità, organizzando un gruppo di ricerca che riunisca le varie competenze disciplinari utili a inquadrare i dati disponibili in una modellazione specifica che, in prospettiva, potrebbe portare a una più calibrata definizione del rischio sismico a scala globale.

 

Ringraziamenti:  Esprimo sincera gratitudine, per la realizzazione di questo studio, al Dr. Gabriele Cataldi e ai suoi collaboratori della stazione di monitoraggio LPTA Project di Roma (Italia) per avermi inviato costantemente i dati sulle radio anomalie ed avermi comunicato alcune considerazioni critiche sui precursori sismici. Un ulteriore ringraziamento lo rivolgo agli scienziati che hanno preso parte alla International Conference EDPD 2011 di Kanyakumari (India) per avermi sollecitato al dibattito scientifico e a migliorare lo scritto.

 

RIFERIMENTI

 Blot, C., Choi, D.R. and Vasiliev, B.I., 2007. The great twin earthquakes in late 2006 to early 2007 in the Kuril; Arc: their forerunners and the seismicity-tectonics relationship. New Concept in Global Tectonics Newsletter,no. 43, p. 22-33.Chyi, L. L., Quick, T. J., Yang, T. F. and Chen, C.-H., 2005. Soil Gas Radon Spectra and Earthquakes. Terr. Atmos. Ocean. Sci., v. 16, no. 4, p. 763-774. Choi, D. and Maslov, L. 2010. Earthquakes and solar activity cycles. New Concepts in Global Tectonics Newsletter, no. 57, p. 84-97.Fraser-Smith, A.C., Bernardi, A., McGill, P.R., Ladd, M.E., Helliwell, R.A. and Villard, O.G.Jr., 1990. Low. Frequency magnetic measurements near the epicenter of the Ms 7.1 Loma Prieta Earthquake. Geophys. Res.Lett., v. 17, p. 1465-1468.Leybourne, B., Gregori, G., de Hoop, C., 2006. Gulf of California electrical hot-spot hypothesis: climate and wildfire teleconnection. New Concepts in Global TectonicsNewsletter, no. 38, p. 3-8. Palangio, P., 1993. Radioricezione Elf-Vlf. Annali di Geofisica, Vol. XXXVI, Suppl. 5-6, p. 99-114. Palangio, P., Di Lorenzo, C., Masci, F. and Di Persio, M., 2007. The study of the electromagnetic anomalies linked with the Earth’s crustal activity in the frequency band [0.001Hz–100kHz]. Natural Hazards and Earth System Sciences, v. 7, p. 507–511. Saraf, A.K. and Choudhury, S., 2005. Thermal Remote Sensing Technique in the Study of Pre-earthquake thermal anomalies. Journal Ind. Geophys. Union, v. 9, no. 3, p.197-207. Shou, Z., 2007. The cloud of the M8.4 Indonesian earthquake on September 12, 2007. New Concepts in Global Tectonics Newsletter, no. 45, p. 31-33. Shou, Z., 2011. Geo-eruption before the Great East Japan Earthquake in March 2011. New Concepts in Global Tectonics Newsletter, no. 58, p. 78. Singh, S., Kumar, A., Bajwa, B.S., Mahajan, S., Kumar, V. and Dhar, S., 2010. Radon monitoring in soil gas and ground water for earthquake prediction studies in North West Himalayas, India. Terr. Atmos. Ocean. Sci., v. 21, p. 685-695 Straser, V., 2007. Precursory luminous phenomena used for earthquake prediction. The Taro Valley, Northwestern Apennines, Italy. New Concepts in Global Tectonics Newsletter, no. 44, p. 17-31. Straser, V., 2011. Radio wave anomalies, ULF geomagnetic changes and variations in the interplanetary magnetic field preceding the Japanese M9.0 earthquake. New Concepts in Global Tectonics Newsletter, no. 59, p. 78-88.

Fonte : http://www.ncgt.org/newsletter.php?action=download&id=103

New Concepts in Global Tectonics Newsletter; Issue: 61 – December 2011 – Page:52

 

Michele

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6 pensieri su “Anomalie radio e variazioni del campo magnetico interplanetario utilizzate come precursori sismici su scala globale – 2° parte –

  1. Che figata di articolo!!!
    Chissà se riesco a costruirmi un magnetometro da casa…
    Complimenti Michele, hai pescato uno studio davvero interessante!!!

    Ciao
    Fano

      (Quote)  (Reply)

  2. Questo è bel post, ripreso da fb e scritto da daniele cataldi.
    Da leggere.

    Emissioni ELF e PSE
    Consentono di predire i terremoti con largo anticipo…
    Ecco il riconoscimento scientifico

    Alcuni studi eseguiti tra il 2001 e il 2008, presso la stazione di ricerca di Karymshino (Kamchatka, Russia), hanno dimostrato come le onde ELF siano in grado di rilevare, con largo anticipo, il verificarsi di Terremoti (EQ) con molta precisione, tanto da individuarne addirittura l’epicentro. L’importanza di tale studio, è rappresentato dal fatto che questo tipo di precursori siano rilevabili con un anticipo temporale tale da essere considerati estremamente importanti per preavvisare con largo anticipo, i fenomeni sismici. Secondo tali studi, i temporali (come era anche possibile immaginare) sono in grado di confondere i segnali ELF pre-sismici. Questo significa che durante i mesi piovosi, caratterizzati da fenomeni temporaleschi molto intensi i precursori sismici elettromagnetici sono di difficile rilevazione. Stando allo studio, infatti, i mesi estivi sono i migliori per affrontare questo tipo di ricerca e per rilevare i segnali ELF di questo genere.

    Tale evidenza cozza completamente su ciò che ci è stato riferito in questi anni dall’INGV, l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, il quale ha riferito, per mezzo di un articolo scientifico, che secondo le rilevazioni effettuate durante il tremendo terremoto aquilano, i PSE non erano in grado di rilevare con un anticipo temporale sufficiente i terremoti, e che quindi tale ricerca non avrebbe avuto un’importanza scientifica in tal senso.

    Sembra che, negli ultimi anni, l’INGV si smentisca da solo e sia smentito da altri studi scientifici, che dimostrerebbero l’esatto contrario di ciò che afferma.

    Che i PSE avessero una rilevanza importante sulla previsione dei sismi è stato ricordato innumerevoli volte su decine di pubblicazioni scientifiche che è possibile ricercare e visionare direttamente sul web. Il problema della ricerca in questo ambito è rappresentato solo dallo scarso interesse istituzionale che ci ha a livello globale quando si affronta questo tipo di argomento. La costruzione di centinaia di stazioni radio ELF sparse su tutto il globo permetterebbe di ottenere risultati incoraggianti ed imprevisti e permetterebbe a questo tipo di ricerca di decollare come ancora non è riuscita a fare…

    Lo studio di Karymshino, ci dice anche come sia importante utilizzare delle rilevazioni (multi-point) in grado di rilevare da diverse località, le onde ELF e di confrontarle per riuscire a comprenderne la reale localiccazione (portante naturale), e l’intensità. Ovviamente questo lo diciamo anche noi da tanto tempo. Sotto potete scaricare il PDF relativo allo studio condotto a Karymshino:

    about_possibility_to_locate_an_ec_epicenter_using_parameters_of_elf-ulf_preseismic_emissions.pdf

    Scaricsbile dal nostro sito: http://www.ltpaobserverproject.com/radio-emissions-project-elf—slf—ulf—vlf.html

      (Quote)  (Reply)

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