Monitoraggio geofisico per la verifica del Trattato per la messa al bando totale dei test nucleari

A cura di Rodolfo Console, Stefano Chiappini, Francesca D’Ajello Caracciolo e Giuliana Mele

Questo seminario si occupa delle tecniche fondamentali per il rilevamento di esplosioni nucleari, e della loro applicazione al sistema di verifica del Trattato per la messa al bando totale dei test nucleari (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty, CTBT).
Il CTBT, sulla scia di altri trattati che limitavano i test nucleari (ad es. il Trattato di messa al bando parziale dei test nucleari, nel 1963), è stato perseguito fin dagli anni 70, quando le esplosioni nucleari sotterranee divennero lo standard utilizzato dalle potenze nucleari riconosciute dal Trattato di non proliferazione nucleare (1970) per sperimentare il proprio arsenale nucleare.
I test nucleari in atmosfera possono essere identificati tramite osservazioni infrasoniche e/o monitorando il trasporto atmosferico di prodotti radioattivi. I test nucleari in acqua possono essere osservati tramite i forti segnali idroacustici che attraversano gli oceani nello strato SOFAR del mare.
Allo stesso modo, possono essere facilmente rilevate le esplosioni nucleari nello spazio, con la semplice osservazione visiva.
Fino a quando non furono sviluppati strumenti sismologici moderni, per diversi decenni le esplosioni nucleari sotterranee sono rimaste una sfida per il rilevamento e l'identificazione remota di test condotti da potenziali violatori del trattato. Infatti, i segnali sismici originati dalle esplosioni sotterranee non sono facilmente distinguibili da quelli emessi dalle centinaia di terremoti che avvengono ogni giorno nel mondo.
Nell'estate del 1976, la Conferenza sul disarmo di Ginevra ha nominato un Gruppo di Esperti Scientifici (GSE) per “studiare misure di cooperazione internazionale per il rilevamento e lìidentificazione di eventi sismici”. Paradossalmente, la parola “esplosione” non è mai presente nel testo del mandato. Il GSE si è riunito due o tre volte l'anno per due settimane fino al 1995, quando è stata effettuata all'ultima di una serie di prove, identificata come GSETT-3, che ha dimostrato la capacità di monitorare i test nucleari sotterranei utilizzando una rete globale di stazioni sismiche di alta qualità. Questo risultato costituì la base del CTBT, aperto alla firma di tutti gli Stati nel settembre 1996.
Contestualmente, è stata istituita la Commissione Preparatoria (PrepCom) dell'Organizzazione per il CTBT (CTBTO) a Vienna, che si avvale di un organo esecutivo denominato Provisional Technical Secretariat (PTS). La PrepCom si avvale anche di un Gruppo di Lavoro consultivo (WGB), che si occupa di argomenti tecnici legati alla verifica del CTBT. Tali argomenti prevedono: a) un Sistema di Monitoraggio Internazionale (IMS) comprendente le tre tecnologie, sismica, idroacustica e infrasonica (SHI), oltre all’osservazione di radionuclidi; b) un centro dati internazionale (IDC) preposto a ricevere, elaborare e diffondere i dati dell’IMS; c) ispezioni in sito (OSI), che possono essere richieste da uno Stato firmatario, previa approvazione della CTBTO.
Il WGB si riunisce a Vienna due volte all'anno. L'ING, e successivamente l’INGV, hanno sistematicamente partecipato, per conto del Ministero degli Affari Esteri italiano, alle riunioni del GSE edel WGB, con esperti in campo SHI e OSI. Per l’aggiornamento scientifico delle tecnologie, il PTS organizza ogni due anni la Conferenza Internazionale sulla Scienza e Tecnologia, dove rappresentanti della CTBTO e della comunità scientifica esterna discutono possibili benefìci reciproci dello sviluppo di tecnologie geofisiche al servizio del CTBT. L’ING, come adesso l’INGV, ha avuto anche il compito di gestire il centro nazionale dati (NDC) che assicura lo scambio di informazioni con l’IDC di Vienna.
Anche se, dopo 25 anni, il CTBT non è ancora entrato in vigore per ragioni prettamente politiche, data la mancata ratifica da parte di un piccolo numero dei 44 Stati menzionati dall’Articolo XIV del Trattato stesso, i dati prodotti dall’IMS sono già utili per applicazioni civili e scientifiche. Tra queste, il monitoraggio degli tsunami, delle eruzioni vulcaniche e degli incidenti nucleari. In aggiunta, il PTS fornisce assistenza alle istituzioni scientifiche dei Paesi in via di sviluppo, operando un programma di formazione a giovani ricercatori su argomenti pertinenti alla verifica del CTBT.