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I satelliti osservano la deformazione degli acquiferi carsici

I grandi acquiferi carsici dell’Appennino si deformano in relazione alle variazioni stagionali e multi-annuali di piovosità. Questo il risultato principale di un articolo pubblicato di recente sul Journal of Geophysical Research dal titolo Transient deformation of karst aquifers due to seasonal and multi-year groundwater variations observed by GPS in southern Apennines, di Francesca Silverii et al., che è stato premiato (motivazione) all’ultimo Convegno annuale del GNGTS (Lecce, novembre 2016). La ricerca sfrutta l’analisi integrata di dati satellitari e dati idrologici di vario tipo per ricostruire le deformazioni periodiche. Nel lavoro vengono indagate le cause e indicate le possibili implicazioni del fenomeno osservato.

Uomo seduto e vortici d'acqua, Leonardo da Vinci, Windsor, Royal Library, c. 1513. "Acqua è fra i quattro elementi il secondo men greve e di seconda volubilità. Questa non ha mai requie insino che si congiunge al suo marittimo elemento [...]. Volentieri si leva per lo caldo in sottile vapore per l'aria. Il freddo la congela, stabilità la corrompe. [...] Piglia ogni odore, colore e sapore e da sé non ha niente.[...]". Parigi, Manoscritto C, f. 26v

Uomo seduto e vortici d’acqua, Leonardo da Vinci. “Acqua è fra i quattro elementi il secondo men greve e di seconda volubilità. Questa non ha mai requie insino che si congiunge al suo marittimo elemento […]. Volentieri si leva per lo caldo in sottile vapore per l’aria. Il freddo la congela, stabilità la corrompe. […] Piglia ogni odore, colore e sapore e da sé non ha niente.[…]”. Parigi, Manoscritto C, f. 26v (da: http://www.michelemossa.it/ )

Introduzione

Da alcuni decenni la geofisica si avvale di strumenti innovativi per studiare la deformazione della superficie terrestre. Grazie a osservazioni molto accurate ottenute tramite l’utilizzo dei satelliti appartenenti al Global Positionig System (GPS) si è oggi in grado di registrare deformazioni di ampiezza variabile (da pochi millimetri a svariati metri) che coinvolgono scale spaziali (da decine di metri a centinaia di chilometri) e temporali (dai secondi agli anni) molto diverse. In particolare, sfruttando tecnologie avanzate e complesse tecniche di processamento dei dati, i satelliti GPS permettono di registrare la posizione di un punto a terra (dove si trova l’antenna) con incertezze di pochi millimetri. Questa posizione, riferita a un definito sistema di coordinate, viene espressa tramite tre componenti (nord, est, verticale) e registrata con continuità nel tempo, dando luogo alle cosiddette “serie temporali”.

Come è ben noto, i terremoti sono in grado di deformare la superficie terrestre in modo più o meno visibile a seconda della loro entità. Le osservazioni ottenute tramite la tecnica GPS sono ormai largamente usate in tutto il mondo per studiare le deformazioni associate al ciclo sismico (qui) e hanno fornito un contributo molto importante per capire meglio la natura di questo fenomeno. Negli ultimi anni, inoltre, si è notata l’utilità delle osservazioni geodetiche per studiare l’effetto della redistribuzione delle grandi masse d’acqua sulla superficie terrestre. Ad esempio, le stazioni GPS installate in California hanno registrato un chiaro andamento di sollevamento associato alla forte siccità che ha colpito l’area californiana dal 2012 (link). Lo studio delle deformazioni idrologiche transienti (cioè variabili nel tempo) di origine non tettonica si sta rivelando di grande interesse in quanto può fornire informazioni uniche circa i trend climatici e il comportamento degli acquiferi, che rappresentano una risorsa indispensabile per l’uomo. L’individuazione dei segnali transienti non tettonici è inoltre fondamentale per la corretta stima delle deformazioni di origine tettonica e per lo studio delle eventuali interazioni con la sismicità.

I dati e la rete RING

In Italia è presente una rete di stazioni GPS permanenti, gestite in gran parte dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (Rete RING), che registrano continuamente la deformazione del suolo. Nel questo lavoro sono state analizzate le osservazioni GPS dell’Italia centro-meridionale ed è stato individuato un segnale transiente multi-annuale. Questo segnale è particolarmente forte nelle componenti orizzontali (ampiezza massima ≈ 1 cm) delle stazioni localizzate in prossimità degli acquiferi carsici degli Appennini e diminuisce con la distanza da essi (Fig. 1).

fig1

Fig 1. Serie temporali (posizione nel tempo) GPS osservate (punti colorati) relative a vari siti dell’Italia centro-meridionale. Le linee nere tratteggiate rappresentano un filtro gaussiano di 6 mesi di ampiezza. Le serie sono ordinate a partire dai siti sulla costa tirrenica (in basso) verso quelli sulla costa adriatica (in alto). Sinistra: componente orizzontale proiettata lungo una direzione perpendicolare all’asse degli Appennini (N45E); centro: componente orizzontale proiettata lungo una direzione parallela all’asse degli Appennini (N135E); destra: componente verticale. Si noti la simmetria per la componente N45E tra le serie sotto e sopra CDRU e SAL1. T1 e T2 si riferiscono a due intervalli di 2.5 anni in cui il segnale multi-annuale ha andamento opposto e per cui sono state stimate le velocità rappresentate in Fig. 2.

Risultati

Gran parte degli Appennini è costituita da rocce calcaree in cui per effetto del carsismo e della fratturazione si verifica l’infiltrazione e l’immagazzinamento di ingenti quantità d’acqua. Il segnale individuato presenta una caratteristica simmetria tra le stazioni a cavallo degli acquiferi, che si ritrova anche al livello delle oscillazioni stagionali: a intervalli alterni gli acquiferi subiscono espansione e contrazione (una sorta di andamento “a fisarmonica”), come evidenziato per gli intervalli temporali T1 e T2 in Fig. 2.

fig2

Fig 2. Velocità osservate (frecce nere) e modellate (frecce rosse) stimate dalle serie temporali GPS, le ellisse rappresentano l’errore al 95% dell’intervallo di confidenza. Le velocità sono state stimate come deviazioni rispetto al trend a lungo termine in un periodo di diminuzione della piovosità (T1) e in un periodo di aumento della piovosità (T2). Le aree ombreggiate in blu indicano gli acquiferi carsici. I segmenti blu indicano la posizione delle dislocazioni tensili verticali utilizzate per simulare l’apertura/chiusura delle fratture all’interno degli acquiferi. I grafici sulla destra rappresentano una sezione lungo la linea punteggiata nera in mappa. Sono mostrate la topografia (area grigia), le velocità osservate (cerchi neri) e modellate lungo il profilo (linea rossa) e la posizione della dislocazione (linea verticale blu).

La componente verticale delle osservazioni GPS è, per ragioni intrinseche alla tecnica, più rumorosa rispetto alle componenti orizzontali (Fig. 1). Un segnale transiente con andamento temporale simile a quello delle componenti orizzontali è però visibile anche nella componente verticale, soprattutto dopo aver mediato (“stacking”) le osservazioni di diverse stazioni. Questa operazione permette infatti di evidenziare le eventuali caratteristiche comuni a più serie temporali GPS. A differenza delle componenti orizzontali, il segnale transiente sulla componente verticale è presente con caratteristiche analoghe anche nei siti lontani dagli acquiferi carsici.

La correlazione spaziale con la distribuzione geografica degli acquiferi e l’analogia con il comportamento stagionale suggeriscono che il segnale transiente individuato abbia cause non tettoniche, in particolare associate alle variazioni stagionali e inter-annuali della quantità di acqua nella crosta terrestre. Negli Appennini centro-meridionali il clima è quello tipico delle zone montuose dell’area mediterranea, con estati secche e periodi autunnali e invernali caratterizzati da precipitazioni abbondanti. L’andamento multi-annuale delle precipitazioni nell’area mediterranea risente inoltre di processi climatici a grande scala, come l’Oscillazione Nord Atlantica. Per verificare l’ipotesi circa l’origine del segnale transiente, sono stati analizzati diversi tipi di dati che forniscono indicazioni sulle variazioni del contenuto di acqua sulla/nella crosta terrestre. L’informazione più immediata in questo senso è data dalla misura della pioggia. Le osservazioni della rete pluviometrica della Protezione Civile-Regione Campania indicano un chiaro andamento multi-annuale delle precipitazioni con “periodicità” analoga a quella evidenziata nei dati GPS (Fig. 3).

La variabilità temporale delle precipitazioni sugli Appennini influenza la ricarica degli acquiferi, che si ripercuote sull’andamento dello scarico delle principali sorgenti. Ciò è evidente nella serie temporale di scarico della sorgente Sanità (Caposele), una delle principali sorgenti dell’Italia meridionale (Fig. 3). A periodi caratterizzati da precipitazioni scarse, come gli anni 2007-2008 (intervallo T1) corrisponde uno scarso scarico da parte della sorgente, viceversa accade in periodi ad elevata piovosità (intervallo T2). Sono state analizzate infine le osservazioni dei satelliti GRACE i quali, tramite misure delle variazioni del campo di gravità terrestre, forniscono indicazioni sulle variazioni del contenuto d’acqua totale (Terrestrial Water Storage, TWS) nella crosta terrestre superficiale (come acqua superficiale, sotterranea, umidità del suolo). La stima del TWS mediata sull’area in esame (Fig. 3) mostra un chiaro andamento multi-annuale con caratteristiche simili agli altri tipi di dati, come il periodo a basso TWS negli anni 2007-2008 (intervallo T1).

fig3

Fig. 3. Confronto tra le serie temporali orizzontali GPS (componente N45E) e i dati idrologici. I dati GPS (punti grigi e viola) sono le componenti orizzontali proiettate in direzione N45E di alcuni siti selezionati in area carsica e a cui è stato rimosso un trend a lungo termine (CDRU invertito per chiarezza). I dati di pioggia relativi alle due stazioni Gioi Cilento (linea rossa) e Senerchia (linea arancione) sono rappresentati come pioggia cumulata (sommata nel tempo) a cui è stato successivamente rimosso il trend a lungo termine. Questo tipo di rappresentazione mette in evidenza le deviazioni rispetto a un andamento costante della piovosità. La linea blu rappresenta lo scarico giornaliero della sorgente Caposele. La linea verde (con incertezza ±1-sigma) rappresenta la stima di TWS dai satelliti GRACE. Questa è espressa come altezza di acqua equivalente (EWH) e rappresenta una media sull’area in esame. I cerchi rossi rappresentano la serie verticale GPS “stacked” utilizzando stazioni dentro e fuori l’area carsica. La serie è campionata mensilmente alle stesse epoche del satellite GRACE (si noti l’asse verticale invertito).

Dal confronto tra i dati GPS e i dati idrologici emergono due caratteristiche principali. La componente verticale GPS è notevolmente anticorrelata con il dato di TWS dei satelliti GRACE (Fig. 3). Questo indica che a periodi a basso contenuto d’acqua (come l’intervallo T1) corrisponde un andamento di sollevamento che coinvolge tutta l’area e viceversa accade in periodi ad elevato contenuto d’acqua (come l’intervallo T2). Questo comportamento è tipicamente dovuto alla risposta elastica della crosta a un carico imposto in superficie, che, in questo caso, è dovuto principalmente all’acqua. La componente orizzontale GPS dei siti attorno agli acquiferi carsici è invece fortemente correlata con lo scarico della sorgente Caposele (Fig. 3). In particolare a periodi a scarico elevato (come l’intervallo T2) corrisponde un andamento di espansione degli acquiferi, mentre a periodi di siccità corrisponde un andamento di contrazione (come l’intervallo T2). La spiegazione proposta nel lavoro è che la deformazione orizzontale sia legata alla variazione dell’altezza della tavola d’acqua all’interno degli acquiferi che comporta una variazione della pressione idrostatica all’interno della fitta rete di fratture che caratterizza gli acquiferi. Nei periodi ad elevata ricarica degli acquiferi (come l’intervallo T2) l’aumento di pressione idrostatica provoca l’apertura delle fratture e, a sua volta, una deformazione di tutto l’acquifero. Visti i numerosi e non noti parametri in gioco, la vastità dell’area in esame e la complessità del fenomeno, nel lavoro è presentato un modello molto semplificato che simula le principali caratteristiche della deformazione osservata (Fig. 2).

Oltre all’interesse per la comprensione delle caratteristiche e la gestione ottimale delle grandi riserve d’acqua dell’Appennino, il lavoro mette in evidenza un forte segnale non-tettonico che ha implicazioni potenzialmente significative per l’analisi accurata dei processi tettonici da serie geodetiche.

A cura di Francesca Silverii (INGV, attualmente presso l’Università della California-San Diego).

L’articolo può essere visualizzato al seguente link o richiesto via e-mail all’autrice principale: francesca.silverii@ingv.it, fsilverii@ucsd.edu .

Terremoto in Italia centrale: le reti GPS misurano lo spostamento della faglia

Che la crosta terrestre in Italia si muova continuamente sotto l’azione delle placche continentali africana ed euroasiatica, causando terremoti anche disastrosi, non è cosa nuova. Ma riuscire a individuare la posizione e l’entità dei movimenti legati ad una singola faglia lunga pochi chilometri che si rompe durante un terremoto, è un risultato di particolare significato per migliorare le conoscenze sulla pericolosità sismica di una regione.

Una delle stazioni GPS usate per studiare il terremoto

Una stazione GPS installata vicino Norcia per studiare il terremoto (vedi la galleria fotografica delle attività INGV).

La deformazione permanente della crosta terrestre causata dal terremoto di magnitudo 6 che ha colpito la zona dell’Appennino tra Norcia e Amatrice lo scorso 24 agosto è stata misurata, oltre che dai satelliti con le tecniche radar, anche da stazioni GPS collocate a terra in un’ampia regione dell’Italia centrale. Tali stazioni appartengono alla Rete Integrata Nazionale GPS dell’INGV, all’ISPRA e al Dipartimento della Protezione Civile. Sono inoltre presenti caposaldi di reti GPS non permanenti, come la CA-GeoNet dell’INGV e l’IGM95. Altri dati GPS sono stati forniti dalle reti GNSS della Regione Abruzzo, Regione Lazio, ItalPos, NetGeo, Regione Umbria, ASI ed Euref. Le stazioni acquisiscono continuamente dati sulla loro posizione grazie ai segnali radio inviati dalla costellazione di satelliti USA in orbita intorno alla terra 24 ore al giorno da oltre 20 anni (GPS, Global Positioning System). Gli spostamenti del suolo registrati in ciascuna stazione sono stati calcolati dall’INGV analizzando i dati con differenti software scientifici (in particolare Bernese, Gamit e Gipsy) e successivamente combinati per fornire un unico risultato finale. Gli spostamenti sono stati calcolati come differenza tra le posizioni giornaliere delle stazioni nei giorni precedenti e successivi al terremoto. In questo modo sono stati ottenuti gli spostamenti massimi registrati nelle singole stazioni, compresa quella posta ad Amatrice che è la più vicina all’epicentro della scossa del 24 agosto, con un errore massimo di pochi millimetri (vedi figura sotto e il sito della Rete Integrata Nazionale GPS per maggiori dettagli sulle reti GPS presenti e i dati di spostamento cosismico alle singole stazioni).

Fig.1 Spostamenti cosismici orizzontali (frecce rosse) e verticali (frecce blu) rilevati dalla rete di stazioni GPS permanenti (quadrati neri e azzurri stazioni RING-INGV, http://ring.gm.ingv.it; quadrati arancioni stazioni ISPRA e Dipartimento della Protezione Civile) e da caposaldi di reti non permanenti (quadrati grigi caposaldi CA-GeoNet presenti in zona e in verde quelli in via misurazione; triangoli verdi caposaldi rete IGM95, http://www.igmi.org/geodetica/). Altri dati GPS sono stati forniti dalle seguenti reti GNSS: Regione Abruzzo (http://gnssnet.regione.abruzzo.it), Regione Lazio (http://gnss-regionelazio.dyndns.org), ItalPos (http://it.smartnet-eu.com), NetGeo (http://www.netgeo.it), Regione Umbria (http://www.umbriageo.regione.umbria.it), ASI (http://geodaf.mt.asi.it) ed Euref (http://www.epncb.oma.be). La stella gialla indica la posizione del terremoto di M=6.0, del 24 agosto 2016, ore 03:36.

Spostamenti cosismici orizzontali (frecce rosse) e verticali (frecce blu) rilevati dalla rete di stazioni GPS permanenti (quadrati neri e azzurri: stazioni RING-INGV; quadrati arancioni: stazioni ISPRA e Dipartimento della Protezione Civile) e da caposaldi di reti non permanenti (quadrati grigi: caposaldi CA-GeoNet presenti in zona e in verde quelli in via misurazione; triangoli verdi: caposaldi rete IGM95). Altri dati GPS sono stati forniti dalle seguenti reti GNSS: Regione Abruzzo, Regione Lazio, ItalPos, NetGeo, Regione Umbria, ASI ed Euref. La stella gialla indica l’epicentro del terremoto di magnitudo M6.0, del 24 agosto 2016 alle 03:36.

Le analisi preliminari basate sulle sole stazioni GPS attive al momento del terremoto mostrano che questo è stato generato da una faglia lunga oltre 18 km e inclinata di circa 50 gradi, che corre con direzione nord-nordovest – sud-sudest e che si immerge verso ovest al di sotto dell’Appennino. Il movimento di questa faglia ha causato un’estensione della catena appenninica di circa 3-4 centimetri tra il Tirreno e l’Adriatico.

Le registrazioni GPS ad alta frequenza (da 1 a 10 Hz) disponibili per alcune stazioni, mostrano chiaramente il passaggio delle onde sismiche e il conseguente movimento dinamico del suolo (vedi figura sotto).

Fig.2 Spostamento misurato dalla stazione GPS di Amatrice (AMAT, della regione Lazio), durante il terremoto di M=6.0, del 24 agosto 2016, ore 03:36. Sono mostrate le tre componenti del movimento: verticale (in rosso), in direzione Est (in verde) e Nord (blu). Il massimo movimento è stato di circa 15 cm, lungo la componente nord.

Spostamento misurato dalla stazione GPS di Amatrice (AMAT, della regione Lazio) durante il terremoto di magnitudo M6.0, del 24 agosto 2016, ore 03:36. Sono mostrate le tre componenti del movimento: verticale (in rosso), in direzione est (in verde) e nord (blu). Il massimo movimento è stato di circa 15 cm, lungo la componente nord.

In aggiunta a queste stazioni, che si trovano in gran parte in un’area più lontana dall’epicentro (far field), nell’area compresa tra Norcia e L’Aquila sono presenti oltre 120 caposaldi geodetici della Rete GPS Central Apennine Geodetic Network (CA-GeoNet), realizzata tra il 1999 e il 2000 dall’INGV proprio per studiare in dettaglio i movimenti delle faglie presenti in questa regione. Una parte di questi caposaldi si trova proprio nella zona epicentrale (near field). Questi dati permetteranno di ottenere nei prossimi giorni una immagine molto precisa sulla caratteristiche delle deformazioni avvenute nell’area più vicina all’epicentro (near field), non solo durante il terremoto, ma anche nella fase pre- e post-sismica. La figura sotto mostra una simulazione degli spostamenti cosismici attesi ai caposaldi di questa rete da un modello di faglia come quello descritto.

Fig. 3. Simulazione degli spostamenti cosismici orizzontali (frecce azzurre) attesi ai caposaldi GPS della rete CA-GeoNet presenti nella zona epicentrale (i triangoli verdi indicano le stazioni in misurazione; quelli bianchi le stazioni esistenti). Le stelle rosse rappresentano il mainshock del 24/08/2016 M=6.0, ore 03:36 italiane e le successive repliche principali. I palloni bianchi e rossi rappresentano il meccanismo focale dei terremoti, cioè alcune caratteristiche della faglia che ha generato il terremoto (in questo caso si tratta di una faglia normale o estensionale).

Simulazione degli spostamenti cosismici orizzontali (frecce azzurre) attesi ai caposaldi GPS della Rete CA-GeoNet presenti nella zona epicentrale (i triangoli verdi indicano le stazioni in misurazione; quelli bianchi le stazioni esistenti). Le stelle rosse rappresentano il terremoto principale del 24 agosto 2016, M6.0, ore 03:36 italiane e le successive repliche più forti. I meccanismi focali dei due terremoti più forti indicano che le faglie responsabili sono normali o estensionali.

I dati GPS acquisiti durante il terremoto del 24 agosto, come in occasione degli ultimi più forti terremoti italiani (Umbria-Marche nel 1997, Molise nel 2002 e L’Aquila nel 2009), permetteranno di comprendere sempre meglio l’evoluzione spazio-temporale delle deformazioni del suolo misurabili in superficie, in fase cosismica e inter-sismica, in vicinanza di faglie capaci di generare forti terremoti. L’analisi congiunta dei dati GPS con dati spaziali InSAR (vedi l’articolo del 30 agosto “La sequenza sismica in Italia centrale: un primo quadro interpretativo dell’INGV”), permetterà nei prossimi giorni di fornire un quadro originale e dettagliato delle deformazioni del suolo e delle caratteristiche della faglia, contribuendo a disegnare con sempre maggiore dettaglio il livello di pericolosità sismica dell’Appennino.

 

a cura del Gruppo di Lavoro INGV-CNT Centro Analisi Dati GPS: Marco Anzidei, Antonio Avallone, Adriano Cavaliere, Giampaolo Cecere, Daniele Cheloni, Nicola D’Agostino, Ciriaco D’Ambrosio, Roberto Devoti, Alessandra Esposito, Luigi Falco, Alessandro Galvani, Grazia Pietrantonio, Federica Riguzzi, Giulio Selvaggi, Vincenzo Sepe, Enrico Serpelloni.


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Terremoto in Nepal: modello di faglia e repliche più forti

Il 12 maggio la zona di confine tra Nepal e Cina è stata colpita da una forte replica (aftershock), di magnitudo 7.3, localizzato circa 150 km a est dell’epicentro del terremoto principale della sequenza, quello di magnitudo 7.8 del 25 aprile.

La faglia del terremoto del 25 aprile

Per comprendere in che rapporto sia il forte aftershock del 12 maggio rispetto alla faglia attivata il 25 aprile, presentiamo i risultati di uno studio condotto dai ricercatori dell’INGV per determinare un modello di faglia della zona. Sono stati utilizzati i dati dello spostamento del terreno durante il terremoto del 25 aprile ottenuti da diversi satelliti (dettagli sotto). La faglia ottenuta dal modello si estende per circa 180 km da ovest verso est, e per circa 130 km (in senso nord – sud) dalla superficie a una profondità di 18 km al di sotto della catena himalayana (figura sotto). La distribuzione del movimento sul piano di faglia risulta molto eterogenea, con un massimo di quasi 6 metri di spostamento tra i due lati della faglia (zone rosse in figura). Il momento sismico calcolato è pari a 6.82E+20 Nm e la corrispondente magnitudo momento Mw risulta 7.86.

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Figura 1. Distribuzione del movimento sul piano di faglia, aftershock e terremoti storici. Sono mostrati i risultati della modellazione della distribuzione dello spostamento (slip) sul piano di faglia a partire dai dati geodetici (InSAR e GPS). L’area rettangolare reppresenta la proiezione in superficie del piano di faglia, mentre i colori mostrano l’entità dello spostamento (in metri) secondo la legenda in basso a sinistra. La stella rossa rappresenta l’epicentro della scossa principale del 25 Aprile (Mw 7.9), mentre i cerchi grigi indicano gli epicentri degli aftershock (le stelle grigie indicano quelli più forti (agg.to 13/05; fonte USGS). Sono inoltre mostrati i terremoti storici più significativi avvenuti nelle aree circostanti (simboli viola).

Ricordando che la faglia attivata il 25 aprile è il contatto tra la placca indiana che si infila sotto quella euroasiatica con una debole pendenza (~10°) verso nord, vediamo dalla figura 1 che il suo bordo meridionale coincide con il limite di tale contatto mappato in superficie dai geologi (la riga rossa con i triangolini indicata come Main Himalayan Thrust). La faglia si immerge verso nord Leggi il resto di questa voce

GPS e faglie attive: Daniele Cheloni premiato dall’Associazione per la Geofisica “Licio Cernobori”

L’Associazione per la Geofisica Licio Cernobori – AGLC, nata il 30 Ottobre del 2000 per ricordare Licio Cernobori, ricercatore dell’OGS prematuramente scomparso, ha come fine la promozione degli studi geofisici, e soprattutto la formazione scientifica e la crescita dei più giovani. Oltre all’attività didattica/divulgativa che i componenti dell’Associazione svolgono in diverse occasioni, sono stati finanziati negli anni diversi convegni, scuole, progetti, iniziative in Italia e all’estero. Dal 2010 l’Associazione ha istituito un premio per i giovani relatori al Congresso annuale GNGTS nell’ambito delle tre tematiche “Geodinamica”, “Caratterizzazione sismica del territorio” e “Geofisica Applicata”.

Quest’anno (2014), il vincitore per il Tema 1 “Geodinamica” è Daniele Cheloni dell’INGV, che è stato premiato nel corso dell’ultimo Convegno nazionale del GNGTS (Gruppo Nazionale di Geofisica per la Terra Solida) tenutosi a Bologna dal 25 al 27 novembre. Daniele è stato premiato per il lavoro “Interseismic coupling along the southern front of the Eastern Alps and implications for seismic hazard assessment in NE Italy”, nel quale documenta l’accumulo di deformazione lungo il fronte meridionale delle Alpi Orientali (NE dell’Italia) attraverso misure di geodesia spaziale (GPS) e discute il possibile contributo della deformazione asismica, la magnitudo e i tempi di ricorrenza dei forti terremoti necessari per bilanciare la deformazione attiva osservata, con interessanti implicazioni in termini di pericolosità sismica.

Gli attuali processi sismo-tettonici attivi dell’Italia nord-orientale sono dominati dalla convergenza della microplacca Adriatica rispetto a quella Eurasiatica, la quale si muove in senso antiorario ad una velocità di pochi millimetri all’anno (circa 1.5-2.0 mm/anno) rispetto a quella Eurasiatica stabile (Figura 1). Questo movimento viene quasi totalmente assorbito lungo il fronte meridionale delle Alpi Orientali, le quali rappresentano quindi il margine nord-orientale della zona di collisione, dove la microplacca Adriatica, andando a collidere contro la placca Eurasiatica stabile, si immerge al di sotto del fronte montuoso.

Figura 1: Schema sismotettonico dell'Italia nord-orientale. Le ellissi, con dimensione proporzionale alla magnitudo, indicano i terremoti più forti (M > 6) riportati nel Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani (CPTI11, Rovida et al., 2011), mentre le stelle bianche e le beach-balls mostrano la localizzazione del terremoto del Bosco del Cansiglio del 1936 (M 6.1) e della sequence sismica del Friuli del 1976 (M 6.4). Le linee rosso rappresentano invece le principali strutture tettoniche (faglie) attive. Infine, le freccie bianche indicano il movimento relativo della microplacca Adriatica rispetto alla placca Eurasiatica stabile, che avviene in senso antiorario con tassi di convergenza tra 1.5 e 2.0 mm/anno. (modificata da Cheloni et al., 2014 JGR – Solid Earth)

Figura 1: Schema sismotettonico dell’Italia nord-orientale. Le ellissi, con dimensione proporzionale alla magnitudo, indicano i terremoti più forti (M>6) riportati nel Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani (CPTI11, Rovida et al., 2011), mentre le stelle bianche mostrano la localizzazione del terremoto del Bosco del Cansiglio del 1936 (M 6.1) e della sequenza sismica del Friuli del 1976 (M 6.4); in bianco e rosso i meccanismi focali (beach-balls) relativi. Le linee rosse rappresentano invece le principali strutture tettoniche (faglie) attive. Infine, le frecce bianche indicano il movimento relativo della microplacca Adriatica rispetto alla placca Eurasiatica stabile, che avviene in senso antiorario (v. box in alto a sin.) con tassi di convergenza tra 1.5 e 2.0 mm/anno (fig. modificata da Cheloni et al., 2014)

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SPECIALE Due anni dal terremoto in Emilia

Per questa occasione abbiamo pensato di proporre 10 domande ai ricercatori dell’INGV che stanno studiando questo terremoto e cercare quindi di fare il punto su quanto è stato compreso finora.

1) Dal punto di vista geologico, i terremoti del 20 e 29 maggio 2012 sono stati una sorpresa?

No, perché i terremoti del maggio 2012 sono accaduti in un’area geologicamente attiva, ben conosciuta e descritta in tutti i modelli geologici e sismologici. Il settore esterno dell’Appennino settentrionale (cioè tutta la porzione a Nord e a Est dello spartiacque in direzione dell’Adriatico, compreso il margine sepolto sotto i depositi della Pianura Padana) è caratterizzato da una tettonica compressiva. Le strutture, conosciute anche nel loro andamento in sottosuolo grazie all’esplorazione per la ricerca di idrocarburi, mostrano evidenze di deformazione in atto le cui caratteristiche sono confermate dai dati delle reti sismiche, dai meccanismi focali dei terremoti recenti, delle reti di stazioni GPS, dai dati del campo di stress. Il Database delle sorgenti sismogenetiche DISS proponeva per l’area, già prima del 2012, strutture in grado di generare terremoti fino a magnitudo 6.2.

 

2) E dal punto di vista storico? Leggi il resto di questa voce

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