Discorso di ringraziamento – Roma, 16.11.1990

USA

James Freeman Gilbert

Premio Balzan 1990 per la geofisica (Terra solida)

Per i suoi contributi fondamentali alla conoscenza delle zone più interne della Terra.

Signor Presidente,
Signore e Signori:

Oggi mi sento onorato come studioso e come cittadino perché mi è stato attribuito il Premio Balzan. La mia professione è la geofisica, che secondo molti ebbe origine proprio in Italia al tempo dell’Impero Romano. Plinio il Vecchio (Gaio Plinio Secondo) rimase ucciso durante l’eruzione del Vesuvio nel 79 d.C. Il nipote, Plinio il Giovane (Publio Cecilio Secondo, più tardi conosciuto come Gaio Plinio Cecilio Secondo), scrisse un rapporto sull’eruzione del vulcano e sulla morte dello zio, rapporto che può essere considerato come il primo trattato di geofisica. I miei contributi sono più modesti e più recenti.

Sebbene la sismologia quantitativa, il ramo della geofisica di cui mi occupo, ha avuto origine poco più di un secolo fa, la sismologia delle basse frequenze conta solo 30 anni. Prima del 1960 c’erano pochi studi teorici e tanto meno lavori calcolativi, ma proprio nel 1960, la Natura risvegliò la terra come mai prima di allora. Il 22 maggio 1960 ci fu un gigantesco terremoto in Cile. La rottura nella crosta terrestre era lunga più di 1.000 km. Per i cileni ed i paesi vicini, il terremoto fu una calamità naturale, un Segno di Dio. Tuttavia, dalla tragedia emersero informazioni nuove che portarono ad una migliore conoscenza della struttura della terra e del processo di formazione dei terremoti. Le vibrazioni sismiche vennero registrate in tutto il mondo da migliaia di sismografi convenzionali e, fortunatamente, anche da alcuni strumenti speciali da poco sviluppati in Europa, Sud America e Nord America.
Le registrazioni dei sismografi speciali proseguirono per vari giorni dopo la scossa principale del terremoto. Esse furono analizzate per mezzo di computer digitali che, nel 1960, avevano la memoria e la velocità appena sufficienti per affrontare questo compito. Inoltre i metodi di calcolo erano del tutto inefficienti. Un metodo migliore, tecnicamente chiamato fFt (fast Fourier transform) era noto solo a pochi scienziati in campi quali la radioastronomia, ma era sconosciuto e di conseguenza non utilizzato dalla maggior parte degli scienziati negli anni ‘60. Solo più tardi, per ironia della sorte, si scoprì che il fFt era stato sviluppato da C.F. Gauss già all’inizio del XIX secolo.

L’analisi del grande terremoto cileno dimostrava chiaramente per la prima volta che la terra, dopo una forte scossa, entra in risonanza con frequenze molto basse. Queste frequenze di risonanza sono molto al di sotto della soglia di udibilità, con periodi di oscillazione tipici dell’ordine di centinaia di secondi. Le ampiezze dell’accelerazione del suolo sono molto piccole, all‘incirca 10 parti su bilione dell’accelerazione di gravità. Tuttavia, questi nuovi dati, le frequenze e le ampiezze delle oscillazioni a bassa frequenza della terra, ci hanno portato a migliori conoscenze della terra stessa e hanno dato origine a una nuova disciplina scientifica.
Un altro terremoto, avvenuto il 31 luglio 1970 a circa 650 km a sud della Colombia, ha permesso un ulteriore importante passo avanti. Questa volta la Natura non strepitò così forte da attirare la nostra attenzione, ma la strumentazione e i mezzi di calcolo erano nel frattempo molto migliorati. Lo spettro delle oscillazioni generate dal terremoto in Colombia era molto ricco di segnali dipendenti delle porzioni più profonde della terra e permise di capire per la prima volta che i grandi terremoti catastrofici non sono l’unica causa di dati a bassa frequenza.
Fu l’analisi del terremoto colombiano a spronare lo sviluppo di reti globali di sismografi digitali dedicati alla sismologia delle basse frequenze. Questi primi sistemi furono i precursori dell’odierna rete internazionale di stazioni sismografiche digitali tuttora in espansione.
Oggi siamo in una situazione in cui i risultati teorici, quelli delle osservazioni e quelli dei calcoli ottenuti negli ultimi 30 anni in tutti i campi della geofisica, ci fanno ritenere che siamo vicini ad una conoscenza più dettagliata della struttura della terra e del processo di formazione dei terremoti. Speriamo che il nostro convincimento non sia lontano dalla verità.

Naturalmente la mia vita professionale è stata arricchita dalla collaborazione con molti colleghi. Sono così tanti che non posso elencarli tutti, ma quattro voglio menzionarli. Sono George Backus, Jon Berger, Adam Dziewonski e Guy Masters. La collaborazione con ciascuno di essi è stata ed è piacevole e, penso, fruttuosa. Infine mi è gradito ricordare mia moglie Sally con la quale ho condiviso quasi trent’anni di vita.
Per concludere, sono lieto di dichiarare che accetto con gratitudine il Premio Balzan come riconoscimento del fatto che il lavoro per la comprensione della nostra terra è uno sforzo intellettuale che merita di essere affrontato.