Una ricerca finanziata dall’UE ha studiato come i cavi sottomarini possono essere impiegati per prevedere terremoti, tsunami e cambiamenti climatici. Un cavo installato al largo delle coste siciliane.

Un progetto di ricerca finanziato dall’Unione Europea su cavi sottomarini e il monitoraggio sta sviluppando tecnologie per trasformare le profondità oceaniche in un grande osservatorio in tempo reale.

Sotto il pelo dell’acqua, sta avvenendo una rivoluzione quasi invisibile: oltre 1.48 milioni di chilometri di cavi sottomarini in fibra ottica trasportano il 99% del traffico dati globale. Secondo alcuni ricercatori, questi cavi potrebbero essere utilizzati anche come strumenti scientifici di monitoraggio, in grado di “ascoltare il pianeta”.

Osservando i cambiamenti nel modo in cui la luce viaggia al loro interno, infatti, i cavi possono aiutare a rilevare variazioni nei movimenti, nelle vibrazioni e nella temperatura del fondale marino e delle acque.

Sebbene circa il 70% della superficie del nostro pianeta sia coperta da acqua, la maggior parte degli oceani rimane ancora inaccessibile agli strumenti di osservazione convenzionali. I cavi sottomarini potrebbero venire in soccorso degli scienziati, consentendo di monitorare meglio i cambiamenti climatici, di tracciare l’attività tettonica e migliorare gli avvisi di tsunami e terremoti.

Cos’è il progetto FOCUS?

Marc-André Gutscher, geologo marino presso il centro di ricerca Geo-Ocean di Brest, ha spiegato: “Abbiamo un’eccellente copertura satellitare della superficie marina, ma nelle profondità oceaniche, dove hanno origine la maggior parte dei terremoti e degli tsunami, disponiamo di pochissime osservazioni dirette”.

Il progetto da lui guidato si chiama FOCUS, finanziato dal Consiglio Europeo della Ricerca (ERC), ed è iniziato nel 2018 per concludersi nel settembre 2025. Nell’ambito dell’iniziativa è stato installato un prototipo di cavo lungo 6 chilometri sul fondale marino lungo la faglia Alfeo-Etna, in Sicilia. Si è scelta questa area proprio perché soggetta a intensa attività sismica, trovandosi in prossimità del più grande e attivo vulcano d’Europa, l’Etna.

Il cavo, progettato insieme a IDIL, azienda francese specializzata in sistemi in fibra ottica, è simile a un comune cavo per le telecomunicazioni, ma integra fibre sensoriali speciali, più sensibili a captare possibili perturbazioni del fondale marino. Il team ha inoltre collaborato con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) per collegare il cavo FOCUS a un loro cavo sottomarino già esistente.

Come funziona?

Il progetto ha adottato le due principali tecniche del settore: il rilevamento acustico distribuito (DAS) e la riflettometria ottica nel dominio del tempo di Brillouin (BOTDR). La prima consente di emettere allerte rapide per quanto riguarda terremoti e tsunami, mentre la seconda permette di ottenere un monitoraggio a lungo termine delle deformazioni delle faglie.

L’obiettivo principale era “osservare cosa accade prima di un terremoto”, ha spiegato il dott. Giovanni Barreca, professore di geologia strutturale e tettonica presso l’Università di Catania.

Tra i fenomeni più significativi rilevati dal cavo, vi è una forte corrente subacquea, osservata nel 2020, probabilmente innescata da una frana sottomarina, una sorta di “valanga” che in alcuni casi può arrivare a generare tsunami.

I cavi possono misurare anche i cambiamenti climatici?

Un secondo cavo è stato successivamente installato al largo delle isole Guadalupa, nei Caraibi, al fine di monitorare i cambiamenti della temperatura dell’acqua sul fondale marino. Anche in questo caso, l’osservazione delle variazioni nella propagazione della luce all’interno del cavo risulta fondamentale.

Quando il cavo viene disturbato, minuscole imperfezioni nella fibra si spostano leggermente, alterando la diffusione della luce. Monitorando questi mutamenti, è possibile misurare e comprendere cosa accade sul fondale marino. Proprio analizzando i segnali luminosi, i ricercatori sono riusciti a misurare un aumento della temperatura delle acque, comprese tra i 300 e i 700 metri di profondità, pari a circa lo 0,2-1°C.

“Sebbene il nostro focus iniziale fosse sulla tettonica, queste misurazioni mostrano come gli stessi cavi possano tracciare i cambiamenti climatici“, ha spiegato Gutscher. “Il potenziale per un monitoraggio integrato dell’ambiente e dei rischi è enorme“.

Questo nuovo utilizzo dei cavi potrebbe costituire una svolta innovativa nella sismologia e nei sistemi di allerta dei pericoli, offrendo la possibilità di individuare pericoli naturali che possono mettere a rischio le comunità costiere e le infrastrutture critiche subacquee. “Stiamo di fatto trasformando il sistema nervoso digitale del mondo in un sistema nervoso ambientale“, ha commentato Gutscher.

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