E se usassimo i cavi in fondo al mare per rilevare i terremoti?

Il 30 luglio 2025 un terremoto di magnitudo 8.8 colpì la penisola della Kamčatka, nell’estremo oriente russo. È stato uno dei più forti eventi sismici degli ultimi decenni, registrato dai sismografi di mezzo mondo. In quel caso però successe qualcosa di diverso: il terremoto fu in qualche modo intercettato anche da una rete che non era stata progettata per fini di sismologia. A novemila chilometri di distanza, in alcuni cavi sottomarini in fibra ottica posati nel Mediterraneo, comparsero segnali anomali, e lo stesso era successo nei venti giorni precedenti. Secondo alcuni ricercatori, le anomalie sono da ricondurre ai processi di preparazione del terremoto e al sisma stesso. Se l’ipotesi fosse confermata dalla comunità scientifica – cosa attualmente in corso – si aprirebbe una nuova frontiera nella ricerca sismologica.

I cavi di cui si parla sono di Sparkle, società del gruppo TIM che gestisce e monitora oltre un terzo della fibra ottica che passa nel Mediterraneo. La rete mette in collegamento Africa, Medio Oriente ed Europa ed è per questo un’infrastruttura cruciale: oggi nei cavi in fibra ottica viaggia la gran parte della comunicazione, cioè internet, telefonate, transazioni finanziarie, comunicazioni con i data center, non solo nel Mediterraneo ma in tutto il mondo.

I clienti di Sparkle, cioè quelli che affittano una parte del traffico disponibile sui cavi, sono compagnie di telefonia e telecomunicazioni, ma anche aziende tecnologiche come Google o istituzioni pubbliche come la Marina militare italiana. Anche per questo, quando qualche mese fa TIM ha deciso di vendere Sparkle, il ministero dell’Economia ne ha rilevato il 70 per cento, e con la chiusura dell’operazione prevista nel primo trimestre del 2026 ne assumerà il controllo.

In un cavo di fibra ottica, che ha un diametro di 1,7 centimetri, i dati viaggiano attraverso un segnale luminoso. La polarizzazione della luce, cioè l’orientamento delle sue oscillazioni, è sensibile alle vibrazioni, alle variazioni di pressione e alle deformazioni meccaniche. Di norma i gestori dei cavi misurano queste variazioni per garantire che i dati arrivino integri. Nel caso del terremoto della Kamčatka cinque diversi cavi sottomarini della rete Sparkle in luoghi molto distanti del Mediterraneo registrarono cambiamenti simili nella polarizzazione della luce.

Non è la prima volta che un cavo in fibra ottica viene usato come sensore sismico, in realtà. Nel 2021, quando Google sperimentò questa possibilità sul cavo Curie, che è lungo circa 10mila chilometri e collega Los Angeles a Valparaíso, in Cile, i ricercatori rilevarono terremoti e onde oceaniche lungo il margine pacifico delle Americhe. I risultati apparvero in un articolo di Science, una delle più rispettate e affidabili riviste scientifiche internazionali.

In quel caso l’iniziativa fu guidata da un’azienda privata. Oggi a monitorare i segnali della rete Sparkle è un consorzio di ricerca finanziato dall’Unione Europea. Si chiama Ecstatic e ne fa parte l’Università dell’Aquila con Antonio Mecozzi, che insegna Fisica della materia e aveva collaborato con Google sul cavo Curie.

Secondo Mecozzi, la fibra ottica dei cavi sottomarini offre un enorme vantaggio: a 3mila metri di profondità, quella che si raggiunge nel Mediterraneo, non esistono rumori prodotti dagli esseri umani. «Siamo in un ambiente estremamente silente», dice. «E questo permette di osservare variazioni minime dell’ambiente circostante. Non parliamo di decine di oscillazioni al secondo, come le frequenze più basse del suono che sentiamo, ma di un’oscillazione ogni mille secondi».

Alcuni esperti di sismotettonica sostengono che si stiano aprendo «possibilità di investigazioni fin qui inedite». Il geologo Carlo Doglioni, che ha diretto l’Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia (INGV) ed è vicepresidente dell’Accademia dei Lincei, dice che la sensibilità della fibra ottica sottomarina permette di «registrare vibrazioni a bassissima frequenza che sfuggono ai sismografi tradizionali», e che questo consentirà di estendere molto le nostre conoscenze geofisiche.

Oltre alle maree liquide che tutti conoscono, esistono anche le maree solide, causate dall’attrazione gravitazionale della Luna e del Sole, che provocano movimenti lentissimi della litosfera, lo strato esterno della Terra solida che misura circa 100 chilometri di profondità. La litosfera si muove in senso sia orizzontale che verticale. «Per effetto di queste forze, essa si muove con velocità diverse, rompendo il guscio della Terra in placche tettoniche», aggiunge Doglioni. «Ai margini delle placche si accumulano grandi quantità di energia, e le componenti verticali delle maree possono scatenare l’energia, generando i terremoti».

Quanto all’eventualità di anticipare gli eventi sismici, è bene essere cauti. «Noi non stiamo prevedendo i terremoti», spiega Mecozzi. «Osserviamo dei segnali potenzialmente precursori sulla fibra, ma non ne conosciamo l’esatta provenienza e non abbiamo al momento una metodologia che ci aiuti a ipotizzare dove, quando e con quale magnitudo il terremoto avrà origine. Tuttavia, constatiamo una correlazione chiara tra l’evento sismico del luglio scorso e i dati della polarizzazione della luce nei giorni precedenti».

Ma per ammissione di Mecozzi e Doglioni, autori di un articolo che è in attesa di revisione scientifica, occorre validare questa intuizione con altri elementi. La pensa così anche Alessandro Amato, che dirige il Centro di monitoraggio tsunami dell’UNESCO per il Mediterraneo e l’Atlantico: «È stata registrata una correlazione, non si può parlare di un rapporto causa-effetto: servono altre verifiche».

Per migliorare la precisione delle rilevazioni sismiche, cosa che aggiungerebbe enorme valore al loro business, da qualche tempo gli operatori di fibra ottica stanno percorrendo una strada alternativa alla polarizzazione della luce: inserire sui nuovi cavi di fibra ottica sensori specifici in grado di misurare temperatura, pressione e movimenti delle masse d’acqua e del fondale. Questi cavi vengono chiamati “SMART cable” (dove SMART è un acronimo di Science Monitoring And Reliable Telecommunications), e sono stati sperimentati dopo il terremoto e lo tsunami di Fukushima del 2011: da allora il governo giapponese ha sviluppato una rete equipaggiata con sensori sismici che ha abbreviato i tempi dell’allerta tsunami anche in occasione del terremoto di magnitudo 6.7 del 12 dicembre scorso. Secondo alcuni studi i cavi SMART possono ridurre del 42 per cento i tempi medi di determinazione degli epicentri dei terremoti nel bacino del Pacifico, e del 57 per cento i tempi di rilevazione degli tsunami.

La possibilità di usare i cavi in fibra ottica come sensori sismici ha avviato una competizione a cui partecipano, spesso in collaborazione, aziende private ed enti governativi. In Italia l’INGV ha avviato tre anni fa il progetto InSEA (Integrated Seafloor Observatory), realizzato al largo della Sicilia. «L’obiettivo era dimostrare che si possono aggiungere sensori ai cavi commerciali senza modificarne le modalità di posa, gestione e manutenzione», racconta Giuditta Marinaro, tecnologa capo dell’INGV. «Se per ogni nuova funzione servissero cavi speciali o procedure dedicate, il modello non sarebbe scalabile», cioè non si potrebbe estendere su scale molto vaste senza un aumento enorme dei costi.

In Europa sono in corso due grandi progetti, e in entrambi è rilevante il ruolo di un governo. Il primo è MISTS (Mediterranean Integrated Science and Telecom System), vi partecipa Alcatel Submarine Networks (ASN), che è uno dei principali costruttori mondiali di cavi sottomarini ed è oggi controllato dallo Stato francese. L’obiettivo è costruire una rete nel bacino del Mediterraneo che integri all’origine sensori ambientali nei cavi stessi. Il progetto Atlantic CAM (Continent Azores Madeira) è promosso dal governo portoghese, e ha ottenuto 40 milioni di euro dall’Unione Europea: prevede la posa di cavi SMART tra la terraferma e le Azzorre per il monitoraggio di terremoti e tsunami in una delle aree più attive dell’Atlantico. CAM sarà ultimato a maggio del 2027.