Il monitoraggio delle deformazioni crostali sottomarine è una componente essenziale per comprendere la dinamica delle faglie e migliorare la capacità di previsione e risposta agli eventi sismici e tsunami.
Fino ad oggi, la tecnologia GNSS-A (Global Navigation Satellite System – Acoustic) è stata applicata principalmente tramite navi, combinando la geolocalizzazione satellitare con misurazioni acustiche tra la superficie del mare e stazioni di transponder posizionate sul fondale.
Sebbene precisa, questa metodologia presenta due grandi limiti: costi elevati legati all’impiego di unità navali e bassa frequenza delle osservazioni, dovuta alla complessità logistica delle missioni in mare aperto.
Un UAV anfibio per rivoluzionare la geodesia marina
Per superare queste barriere, un team di ricercatori giapponesi (Y. Yoshizumi, Y. Yokota, M. Kaneda, S. Yamaura, Y. Kameta, T. Inoue, K. Kouno) ha sviluppato un sistema GNSS-A basato su UAV anfibio – un idrovolante a pilotaggio remoto – progettato per effettuare misurazioni ad altissima precisione senza la necessità di un’imbarcazione.
L’obiettivo è duplice:
- Aumentare la frequenza delle osservazioni, rendendo possibile il monitoraggio continuo o quasi in tempo reale.
- Ridurre drasticamente i costi e i tempi di intervento, specialmente in situazioni di emergenza come nel caso di deformazioni post-sismiche.
Il sistema è stato sottoposto a una fase di test in vasca, che ha dimostrato un’accuratezza di misurazione acustica inferiore a 2,1 cm. Questi esperimenti hanno inoltre permesso di valutare bias strumentali legati alla lunghezza d’onda, un aspetto mai documentato in precedenza.
Successivamente, il drone è stato testato in un sito GNSS-A reale, in condizioni di mare ottimali (assenza di onde e vento significativo). I risultati hanno evidenziato una precisione orizzontale RMS compresa tra 1 e 2 cm, del tutto paragonabile alle prestazioni dei sistemi basati su nave.
L’eliminazione della nave come piattaforma operativa comporta notevoli benefici:
- Osservazioni ad alta frequenza senza la complessità di pianificare missioni navali.
- Interventi rapidi dopo eventi sismici per individuare tempestivamente deformazioni del fondale.
- Riduzione dei costi operativi, rendendo sostenibile il monitoraggio a lungo termine.
- Possibilità di verificare e calibrare i dati raccolti da sistemi navali esistenti.
Con questo sviluppo, si aprono prospettive concrete per un sistema di osservazione geodetica sottomarina più flessibile, accessibile e reattivo, capace di fornire dati di altissima precisione per la ricerca scientifica, la prevenzione e la gestione del rischio sismico e tsunami.
Il passo successivo sarà validare il sistema in scenari operativi più complessi, inclusi mari con condizioni meteo-marine variabili, per garantire la piena operatività anche in contesti reali e non solo ideali.
Riferimento all'articolo:
Yoshizumi, Y., Yokota, Y., Kaneda, M., Yamaura, S., Kameta, Y., Inoue, T., & Kouno, K. (2025). Construction and demonstration of a seaplane-type UAV-based high-precision GNSS-A seafloor crustal deformation observation system. Earth and Space Science, 12, e2025EA004237. https://doi.org/10.1029/2025EA004237
