Il terremoto del Giappone e l’amplificazione sismica in Pianura Padana

L’11 marzo 2011 il Giappone è stato colpito da un terremoto di magnitudo momento (Mw) 9.0 che ha causato oltre 15.000 vittime, la maggior parte delle quali dovute al conseguente tsunami. Fortunatamente eventi sismici così energetici sono rari.

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Essi forniscono ai sismologi la possibilità di indagare alcuni aspetti per i quali sono necessarie onde sismiche di elevata energia e di notevole durata. Basti pensare che, in occasione del terremoto giapponese dell’11 marzo 2011, le ampiezze di alcuni sismogrammi registrati in Italia sono risultate comparabili con quelle che otterremmo per un evento di magnitudo intorno a 4.0 in condizioni dette di near field (termine usato dai sismologi per definire un evento localizzato a pochi chilometri di distanza dai siti di registrazione).

In caso di terremoto, la Terra agisce come un filtro naturale, tendendo ad attenuare con la distanza le onde sismiche ad alta frequenza (ovvero oscillazioni caratterizzate da corti periodi) e trasmettere in modo più efficiente le onde sismiche a bassa frequenza. Le onde sismiche di terremoti di elevata magnitudo sono solitamente avvertite, e quindi registrate, da molte stazioni sismiche installate su tutto il globo. Quando un terremoto avviene a grande distanza dalle stazioni che lo registrano (oltre 2000 km) esso viene definito telesisma. Le stazioni sismiche che a scala mondiale registrano questi grandi terremoti, hanno come peculiarità quella di fornire sismogrammi particolarmente ricchi in bassa frequenza (come detto in precedenza le alte frequenze a grandi distanze vengono filtrate dalla terra, ovvero dal mezzo di propagazione).

I triangoli indicano l’ubicazione delle stazioni sismiche utilizzate in questo studio (rosso: pianura, arancio: bordo bacino, blu: Alpi o Appennini). Nel riquadro in alto a sinistra il rettangolo e la stella indicano la posizione a scala globale dell’area in studio e dell’epicentro del terremoto giapponese dell’11 marzo 2011 (Mw 9.0).

La ricchezza in bassa frequenza delle registrazioni telesismiche ci permette di sfruttare questi terremoti lontani per indagare il sottosuolo sotto vari aspetti e fino a grandi profondità. In questo caso, la grande distanza della sorgente sismica del terremoto giapponese rispetto all’area in studio (circa 10000 km), ci consente di considerare a scala globale le stazioni sismiche installate in pianura padana (in realtà distanti tra loro qualche decina di chilometri) come fossero adiacenti.

Utilizzando le registrazioni del telesisma giapponese abbiamo così potuto verificare che per frequenze inferiori a 1 Hz i valori di amplificazione alle stazioni poste al centro del bacino padano risultano almeno doppi rispetto a quelli misurati sui bordi del medesimo e molto superiori rispetto a stazioni sismiche installate su roccia o suolo rigido, in corrispondenza di zone alpine o prealpine. Questi risultati, pubblicati sul Bollettino della Società Sismologica Americana, sono utili per calcolare come le aree in pianura amplificheranno il moto del suolo a seguito di  futuri terremoti locali, almeno nell’intervallo di frequenze attivato dalle onde sismiche del terremoto del Giappone. Una spiegazione di come la geologia locale interviene nell’amplificazione delle onde sismiche è in questo video.

Confronto tra il sismogramma del terremoto giapponese, registrato ad una stazione sismica installata nelle Alpi occidentali (in blu), rispetto alle registrazioni per le stazioni installate nella pianura padana (in rosso, EUCT=Pavia; MNTV=Mantova; CTL8=Castelleone) e al margine settentrionale della stessa (in arancio, CNCS=Concesio).

Per una descrizione accurata dei metodi utilizzati e dei risultati ottenuti si rimanda alla pubblicazione scientifica (disponibile su richiesta il testo in pdf):

Marco Massa e Paolo Augliera (2013). Teleseisms as estimators of experimental long-period site amplification: application to the Po Plain (Italy) for the 2011, Mw 9.0, Tohoku-Oki (Japan) earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America, 10, 5, 2541-2556.

Pubblicato il 24 ottobre 2013, in Approfondimenti scientifici sui terremoti, Maremoti, Sismicità Italia, Terremoti nel mondo con tag , , , . Aggiungi il permalink ai segnalibri. Lascia un commento.

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