Il rilevamento del campo elettromagnetico naturale all’interno della cavità magneto - ionosferica è di notevole rilevanza per un duplice motivo. Da una parte è alla base di studi per la miglior comprensione dei fenomeni relativi alla fisica della magnetosfera e della ionosfera, dall'altra è alla base delle ricerche di eventuali emissioni di segnali ELF-VLF provenienti dalle strutture interne della Terra.
Le frequenze dei segnali investigati vanno dalla regione più bassa dello spettro dove è attiva una rete di sensori magnetici per frequenze ELF e stazioni di rilevamento per segnali elettromagnetici fino a frequenze di 25 kHz. In questo intervallo ricadono anche gli effetti di fulmini, spherics, whistler e tweeks, che costituiscono tipici esempi di emissioni elettromagnetiche innescate da impulsi di energia all’interno della cavità Terra - Ionosfera.
La nuova rete sperimentale Cassandra per il monitoraggio elettromagnetico in banda VLF si affianca alla rete IRON per il monitoraggio del gas radon in una campagna di studio sistematico e comparato dei precursori sismici che impiegherà anche algoritmi a rete neurale. La prima fase di sviluppo della rete è partita con 4 siti distribuiti lungo l’Appennino. L’ulteriore sviluppo (es. nel contesto del progetto INGV “Pianeta Dinamico”) (*) seguirà una distribuzione lineare lungo l'Appennino e l'arco Alpino.
Proprio nell’ambito del progetto “Pianeta Dinamico” è prevista una fase di ampliamento e integrazione in una infrastruttura di monitoraggio IRON - Cassandra. Poiché l’obiettivo della ricerca è un monitoraggio multiparametrico di potenziali precursori, la prima integrazione riguarda appunto la rete IRON dell’INGV, quindi lo studio della concentrazione di radon in prossimità della superficie.
Il monitoraggio EM ha lo scopo di evidenziare eventuali segnali naturali di origine endogena, discriminandoli da quelli che hanno origine, al di sopra della superficie, in atmosfera, ionosfera e magnetosfera. L’ampliamento (*) prevede l’installazione di stazioni integrate di nuovo tipo, con l’impiego in loco di un algoritmo sperimentale di Intelligenza Artificiale per il riconoscimento automatico di segnali di potenziale interesse. Poiché l’obiettivo della ricerca è un monitoraggio multiparametrico dei potenziali precursori, la prima integrazione riguarda la rete IRON e quindi lo studio della concentrazione di radon in prossimità della superficie.
In esperimenti di laboratorio, su rocce portate alla rottura con compressione uniassiale, il monitoraggio dello spettro elettromagnetico a bassissima frequenza (dalla banda ELF fino alla VLF) ha evidenziato l’esistenza di emissioni elettromagnetiche impulsive associate alla microfratturazione necessaria all’enucleazione della frattura. Un analogo processo di emissione è stato riscontrato anche sui versanti di roccia calcarea immediatamente dopo l’abbattimento di fronti di cava: stavolta in condizioni di sforzo distensivo durante il processo di assestamento dei versanti. Queste esperienze sperimentali lasciano sperare la possibilità di individuare anche in natura delle emissioni elettromagnetiche a bassissima frequenza generate spontaneamente dal processo meccanico di preparazione del terremoto. In sostanza si tratterebbe di un precursore associato, come molti altri, alla dilatanza della roccia ma in questo caso si tratterebbe di una radiazione generata direttamente e sistematicamente dalla dilatanza. Appare quindi promettente il monitoraggio continuo della radiazione elettromagnetica VLF come possibile precursore sismico, tuttavia, come per ogni altro fenomeno precursore, non bisogna lasciarsi impressionare dal nome: allo stato attuale della ricerca non è ancora possibile un impiego operativo al fine della previsione. La migliore strategia è invece lo studio comparato del maggior numero possibile di potenziali precursori (da qui l’integrazione delle infrastrutture INGV IRON - Cassandra).
I segnali radio nella banda VLF hanno centinaia di chilometri di lunghezza d’onda. L’antenna attiva impiegata nella rete di monitoraggio è lunga solamente un metro e lavora come ricevitore di campo della sola componente campo elettrico. 
La banda di lavoro si estende da 20 Hz a 20 kHz, con una risposta uniforme nell’intervallo tra 1 e 13 kHz e sensibilità di 1μV. Il monitoraggio avviene in modo continuo alla frequenza di campionamento di 44100 Hz, che è la stessa usata nei CD musicali. La banda di lavoro delle stazioni di monitoraggio VLF corrisponde a quella delle frequenze acustiche e il segnale elettromagnetico, convertito in segnale elettrico, viene analizzato attraverso spettrogrammi acustici o “sonogrammi”. La figura seguente mostra lo spettrogramma del rumore di fondo tipico in banda VLF. 
Si tratta di ciò che più comunemente si può osservare ed ascoltare in Italia nell’arco di tempo di 40 secondi (scala orizzontale) su una finestra di frequenze (scala verticale) compresa tra 0 kHz (in alto) e 22 kHz (in basso).
Nella figura sopra riportata si individuano diversi fenomeni, evidenziati dai rettangoli numerati:
- il rumore antropico urbano dovuto al massiccio uso della corrente elettrica: acusticamente è un ronzio continuo di tono basso noto come “Hum”;
- l’attività elettrica naturale dell’atmosfera: un crepitio acuto noto come “Spherics” e graficamente riconoscibile come un susseguirsi di segmenti verticali estesi nella fascia centrale della banda di frequenza;
- un fulmine caduto relativamente vicino; il suono è simile a colpo di batteria e per descriverlo si usa il termine onomatopeico inglese “Pop” (che poi è lo stesso che ha dato origine… alla musica “Pop”);
- trasmissioni radio VLF; il suono è quello di una nota diversa per ogni stazione (diversa è la frequenza) con andamento intermittente (il tratteggio orizzontale) o continuo (le linee orizzontali); l’insieme rende un tipico suono ritmato.
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(*) Questa ricerca è supportata dal Progetto INGV Pianeta Dinamico (codice progetto INGV 1020.010) finanziato dal MIUR ("Fondo finalizzato al rilancio degli investimenti delle amministrazioni centrali dello Stato e allo sviluppo del Paese", legge 145/2018).