Un approccio multiparametrico inedito, con giroscopi laser nati per la fisica quantistica, svela le dinamiche profonde dell’acquifero carsico del Gran Sasso
Il boato che ha fatto “parlare” la montagna
Nella notte tra il 14 e il 15 agosto 2023, alle 22:00 UTC, il personale in servizio notturno nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN ha avvertito un forte e improvviso boato.
Le sale sperimentali — enormi cavità scavate a 1.400 metri di profondità nel massiccio calcareo — hanno amplificato il suono come una cassa di risonanza.
In un primo momento l’evento sembrava inspiegabile. Mesi dopo, una ricerca multidisciplinare ha chiarito l’origine di quel fenomeno e con essa ha aperto una finestra inedita sulle dinamiche interne di uno dei massicci carbonatici più importanti d’Italia.[1][2]
Lo studio, pubblicato il 10 febbraio 2026 sulla rivista Scientific Reports del gruppo Nature con il titolo “Multi-sensor monitoring of a transient event in the Gran Sasso aquifer, Italy”, è il risultato della collaborazione tra l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e le Università di Pisa, La Sapienza di Roma e L’Aquila. Il testo è firmato da venti ricercatori e ricercatrici. Autore corrispondente è Gaetano De Luca, ricercatore INGV.[3][4][5]
Tre mesi di pressione accumulata nell’acquifero del Gran Sasso
Il boato non fu il punto di partenza del fenomeno, ma la sua conclusione. Tutto ebbe inizio a maggio 2023, il mese più piovoso dell’intero periodo di monitoraggio attivo dal 2020.
Le piogge primaverili raggiunsero i 402,6 mm: il secondo valore più alto registrato dal 2009, superato solo dai 473,4 mm di novembre 2013. Questa massa d’acqua si infiltrò rapidamente nell’acquifero del Gran Sasso attraverso la conca endoreica di Campo Imperatore, principale zona di ricarica del massiccio.[5]
Nei mesi successivi, la pressione idraulica nella zona satura dell’acquifero salì progressivamente. La stazione di monitoraggio MP4 — installata all’interno del tunnel autostradale A24, in contatto diretto con il nucleo dell’acquifero — registrò un incremento continuo fino al valore massimo di circa 15 bar in agosto. Nel frattempo, la sorgente Tempera, sul versante sud-ovest del massiccio, mostrava un rapido e sostenuto aumento dei livelli idrometrici.[5]
Il 14 agosto, la pressione accumulata causò la rottura brusca di una barriera locale di permeabilità all’interno della montagna — probabilmente una discontinuità tettonica, una zona a bassa permeabilità o una cavità carsica parzialmente occlusa. La cedenza brusca generò un’onda di pressione che si propagò attraverso le gallerie come un boato. Ezio Previtali, Direttore dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, ha dichiarato: «Spesso la montagna ci “parla” nel senso stretto del termine, producendo forti rumori per i quali le sale sperimentali dei LNGS diventano cassa di risonanza».[6][7]
L’acquifero carsico del Gran Sasso: struttura e vulnerabilità idrogeologica
L’acquifero del Gran Sasso è uno dei più grandi sistemi carsico-fratturati dell’Appennino peninsulare, con un’area di circa 1.000 km².
La struttura geologica è formata da rocce carbonatiche mesozoico-cenozoiche — calcari e dolomiti — organizzate in falde di sovrascorrimento. La permeabilità è di natura secondaria, legata alle fratture tettoniche e ai condotti di dissoluzione carsica sviluppatisi nel corso di millenni.[8][9][5]
Le sorgenti distribuite ai margini del massiccio erogano complessivamente tra 18 e 25 m³/s di acqua.
Quell’acqua alimenta la rete potabile di circa 700.000 abitanti nelle province di L’Aquila, Teramo e Pescara — circa la metà della popolazione abruzzese. Si tratta di una delle risorse idriche strategiche più importanti dell’Italia centro-meridionale.[10][11][5]
La vulnerabilità di questo acquifero è intrinsecamente elevata. Nei sistemi carsici, le sostanze inquinanti si infiltrano rapidamente attraverso le fessure e i condotti senza subire significativi processi di filtrazione naturale.
La coesistenza dell’acquifero del Gran Sasso con le infrastrutture che lo attraversano — tunnel autostradali A24 e Laboratori INFN, costruiti senza impermeabilizzazione dalla falda — ha già generato episodi critici: nel 2002 una fuoriuscita di trimetilbenzene da un esperimento INFN contaminò l’acquifero e la rete idrica; nel 2017 fu vietato per due giorni il consumo dell’acqua dopo la rilevazione di nuovi inquinanti. Questi episodi hanno portato alla nomina di un Commissario straordinario per la messa in sicurezza dell’acquifero del Gran Sasso.[12][13][14]
GINGER: il giroscopio per la relatività generale applicato al monitoraggio geofisico
L’elemento più innovativo dello studio è l’uso di GINGERino come strumento geofisico. GINGERino è il prototipo operativo del progetto GINGER (Gyroscopes IN GEneral Relativity), un giroscopio laser ad anello ad altissima sensibilità installato da circa dieci anni sotto 1.400 m di roccia nei Laboratori del Gran Sasso. Il suo scopo originario è la misura dell’effetto Lense-Thirring: una piccola perturbazione della velocità di rotazione terrestre prevista dalla relatività generale di Einstein, causata dalla curvatura dello spazio-tempo attorno a una massa rotante.[15][16]
Il principio fisico è l’effetto Sagnac: due fasci laser controrotanti all’interno di una cavità quadrata percorrono cammini ottici di lunghezza diversa se il sistema è in rotazione, generando una differenza di frequenza proporzionale alla velocità angolare locale. GINGERino misura quindi la velocità di rotazione della crosta terrestre con una precisione dell’ordine dei femto-radianti al secondo — un record mondiale stabilito nel luglio 2024.[17][18][19][20]
In questo studio, GINGERino ha svolto un ruolo inatteso: quello di sentinella delle dinamiche dell’acquifero del Gran Sasso. L’analisi ha mostrato che lo strumento registrava anomalie già a partire dal 10 maggio 2023, circa 55 giorni prima del boato — un periodo che coincide esattamente con l’inizio del rapido incremento di pressione nella stazione MP4. Le variazioni a bassa frequenza rilevate da GINGERino non erano catturate dal sismometro convenzionale co-locato, dimostrando una sensibilità senza precedenti ai movimenti lenti dell’acquifero. Al momento del boato, il tiltmetro integrato ha registrato una variazione di inclinazione di 0,4 ?rad nella direzione Est-Ovest: chiara evidenza di fratturazione all’interno del massiccio.[5]
Un approccio multiparametrico inedito per studiare l’acquifero profondo
La ricerca ha integrato sette diverse categorie di strumenti di misura, operanti in scale temporali, fisiche e spaziali diverse:
- GINGERino (INFN-Pisa): velocità angolare locale della crosta — componente rotazionale
- Sismometro GIGS Trillium 240s (INGV): movimenti del suolo nelle tre componenti traslazionali
- Rete Accelerometrica Nazionale RAN (Dipartimento Protezione Civile): accelerazioni del suolo
- Sensore acustico (LNGS-INFN): onde di pressione sonora nelle gallerie
- Stazione MP2 (INGV–Sapienza): livello, temperatura e conducibilità alla sorgente Tempera
- Stazione MP3 (INGV–Sapienza): drenaggio del tunnel autostradale nord
- Stazione MP4 (INGV–Univ. L’Aquila): pressione idraulica ad alta frequenza (20 Hz) nel nucleo dell’acquifero
[5]
L’associazione di GINGERino con il sismometro GIGS ha creato una stazione sismica 4C — quattro gradi di libertà — che combina per la prima volta componente rotazionale e componenti traslazionali per monitorare un acquifero profondo. «L’approccio multiparametrico ha dimostrato che il boato è direttamente collegato alle variazioni dell’acquifero», ha spiegato Gaetano De Luca. «Trattandosi di un evento raro registrato con un’ampia gamma di strumenti, il set di dati costituisce una preziosa base per gli studi futuri».[21][5]
Il Gran Sasso come laboratorio naturale di ricerca interdisciplinare
I Laboratori Nazionali del Gran Sasso sono i più grandi laboratori sotterranei operativi al mondo, con un volume totale di circa 180.000 m³ e circa 750 scienziati da 22 paesi impegnati in circa 15 esperimenti attivi. La roccia sovrastante riduce il flusso di raggi cosmici di un fattore un milione — requisito fondamentale per gli esperimenti di fisica delle particelle e di astrofisica nucleare. Lo stesso isolamento che rende i laboratori preziosi per la fisica li rende un ambiente di ascolto privilegiato per la geofisica e l’idrogeologia.[22]
Questo studio conferma il Gran Sasso come laboratorio naturale di valore interdisciplinare. La sinergia tra fisica fondamentale, geofisica e idrogeologia ha prodotto risultati che nessuna delle tre discipline sarebbe stata in grado di ottenere da sola. Il Direttore Previtali ha annunciato che «è già in programma il potenziamento della strumentazione di GINGER, che garantirà, oltre che più precisi studi di fisica fondamentale, anche di potenziare la rete degli strumenti geologici che studiano il Gran Sasso». INGV e INFN stanno lavorando per rendere questi strumenti utilizzabili in altri contesti geologici, incluso il monitoraggio di eventi sismici.[7][23]
Cambiamento climatico e futuro dell’acquifero del Gran Sasso
Lo studio porta con sé una riflessione sul futuro dell’acquifero del Gran Sasso in un contesto di cambiamento climatico. Il Ghiacciaio del Calderone — il più meridionale d’Europa — ha perso il 65% della propria superficie negli ultimi 25 anni. La ricarica dell’acquifero del Gran Sasso è già diminuita del 15% rispetto agli anni ’90, con proiezioni di ulteriori cali tra il 9% e il 15% nei decenni futuri.[24][25]
Il maggio 2023, con le sue precipitazioni primaverili intense e concentrate, potrebbe anticipare un pattern sempre più frequente: non più la neve come meccanismo lento e distribuito di ricarica, ma piogge intense e brevi che saturano l’acquifero in modo rapido e pulsato. Questo cambia il profilo di rischio del massiccio: eventi transitori come quello del 14 agosto 2023 potrebbero diventare più comuni. Disporre di una rete di monitoraggio multiparametrica capace di rilevare anomalie con settimane di anticipo — come ha dimostrato GINGERino — diventa quindi una componente essenziale della gestione di questa risorsa idrica strategica.[25][5]
Il dataset raccolto nell’estate 2023, che copre l’intero ciclo del fenomeno da maggio ad agosto con sette categorie di strumenti, è già considerato dagli autori una base di riferimento per la comunità scientifica internazionale. La ricerca sul Gran Sasso non si chiude con la spiegazione del boato di Ferragosto: in molti sensi, comincia proprio da lì.[4][5]
Riferimento bibliografico: Barberio M.D. et al. (2026), “Multi-sensor monitoring of a transient event in the Gran Sasso aquifer, Italy”, Scientific Reports, vol. 16, art. 8221. DOI: 10.1038/s41598-025-33923-6
Fonti
[1] Gran Sasso, uno studio racconta cosa accade nella montagna https://www.abruzzodaily.it/news/citta/teramo/gran-sasso-uno-studio-racconta-cosa-accade-nella-montagna-lorigine-un-forte-boato-nel-2023/4443
[2] Gran Sasso, laboratorio naturale: il raro evento che cambia lo studio … https://www.insalutenews.it/in-salute/gran-sasso-laboratorio-naturale-il-raro-evento-che-cambia-lo-studio-degli-acquiferi-profondi/
[3] Multi-sensor monitoring of a transient event in the Gran Sasso … https://www.nature.com/articles/s41598-025-33923-6
[4] Multi-sensor monitoring of a transient event in the Gran Sasso … https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41673054/
[5] Multi-sensor monitoring of a transient event in the Gran Sasso … https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12963385/
[6] Svelata l’origine del “boato” registrato nel Gran Sasso nel 2023 https://www.geopop.it/svelata-lorigine-del-boato-registrato-nel-gran-sasso-nel-2023-sono-state-variazioni-di-pressione-dellacqua/
[7] Gran Sasso, uno studio spiega le dinamiche interne della montagna e … https://www.infn.it/gran-sasso-uno-studio-spiega-le-dinamiche-interne-della-montagna-e-del-suo-acquifero/
[8] A Stepwise Modelling Approach to Identifying Structural Features That Control Groundwater Flow in a Folded Carbonate Aquifer System https://www.mdpi.com/2073-4441/14/16/2475/pdf?version=1660214212
[9] Tracking flowpaths in a complex karst system through tracer test and hydrogeochemical monitoring: Implications for groundwater protection (Gran Sasso, Italy) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10828060/
[10] Le acque del Gran Sasso minacciate da esperimenti scientifici e … https://www.glistatigenerali.com/sostenibilita/acqua/acqua-laboratori-infn-gran-sasso/
[11] Gran Sasso, osservatorio acque: “Rischio inquinamento per 700mila … https://www.dire.it/13-05-2019/330955-gran-sasso-osservatorio-acque-rischio-inquinamento-per-700mila-persone/
[12] L’acquifero del Gran Sasso è in pericolo – La Rivista della Natura https://rivistanatura.com/lacquifero-del-gran-sasso-e-in-pericolo/
[13] A rischio l’acquifero del Gran Sasso in Abruzzo che rifornisce oltre … https://www.cittadinanzattiva.it/comunicati/12318-a-rischio-l-acquifero-del-gran-sasso-in-abruzzo-che-rifornisce-oltre-700-000-persone.html
[14] Nota stampa 7 novembre 2024 https://commissario.gransasso.gov.it/news/nota-stampa-7-novembre-2024
[15] Ginger – INFN LNGS https://www.lngs.infn.it/it/ginger
[16] Status of the GINGER project https://arxiv.org/pdf/2303.12572.pdf
[17] GINGERino: nuovo record per il giroscopio del Gran Sasso https://www.umbriaecultura.it/gingerino-giroscopio-gran-sasso/
[18] Test Gingerino al Gran Sasso, alla Terra gira la testa – Tom’s Hardware https://www.tomshw.it/altro/test-gingerino-al-gran-sasso-alla-terra-gira-la-testa
[19] Relatività: record di GINGERino nei laboratori del Gran Sasso – UNIPI https://old.unipi.it/index.php/news/item/28450-relativita-generale-record-di-gingerino-nei-laboratori-del-gran-sasso
[20] Metti la Relatività in una stanza https://www.lngs.infn.it/it/news/relativita-stanza
[21] Gran Sasso, uno studio spiega le dinamiche interne della montagna https://ilgiornaledabruzzo.it/gran-sasso-uno-studio-sulle-dinamiche-della-montagna-e-del-suo-acquifero/
[22] Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) https://viaggiolabinfn.ts.infn.it/laboratori-nazionali-del-gran-sasso-lngs
[23] Gran Sasso: uno studio spiega le dinamiche interne della … https://www.unipi.it/news/gran-sasso-uno-studio-spiega-le-dinamiche-interne-della-montagna-e-del-suo-acquifero-profondo/
[24] Gran Sasso: così è sparito il ghiacciaio – Avvenire https://www.avvenire.it/attualita/gran-sasso-cosi-e-sparito-il-ghiacciaio_54994
[25] Cambiamento climatico e ritardi nelle infrastrutture: il Gran Sasso … https://www.laquilablog.it/cambiamento-climatico-e-ritardi-nelle-infrastrutture-il-gran-sasso-soffre-a-rischio-la-principale-risorsa-idrica-della-regione/