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Pubblicata la galleria di foto degli effetti geologici originati dall’evento sismico del 24 agosto 2016

Il 20 marzo scorso è stato pubblicato il numero 34 della collana editoriale  Miscellanea INGV dal titolo “PHOTOGRAPHIC COLLECTION OF THE COSEISMIC GEOLOGICAL EFFECTS ORIGINATED BY THE 24TH AUGUST 2016, AMATRICE (CENTRAL ITALY) SEISMIC SEQUENCE“ a cura del Gruppo Emergeo (Emergeo Working Group).

La collana Miscellanea INGV nasce con l’intento di favorire la pubblicazione di contributi scientifici riguardanti le attività svolte dall’INGV (sismologia, vulcanologia, geologia, geomagnetismo, geochimica, aeronomia e innovazione tecnologica). In particolare, Miscellanea INGV raccoglie reports di progetti scientifici, proceedings di convegni, manuali, monografie di rilevante interesse, raccolte di articoli, ecc..

In questo ultimo numero viene pubblicata una carrellata di 100 foto che testimoniano alcuni degli effetti geologici prodotti dal terremoto di Amatrice sull’ambiente naturale o sul costruito. Il terremoto, avvenuto nelle prime ore del 24 Agosto 2016 con una magnitudo Mw 6.0, ha causato circa trecento morti e danni ingenti (fino al X grado della scala MCS) in una vasta area al confine fra Lazio, Abruzzo, Marche e Umbria.

La copertina del numero 34 di Miscellanea INGV. La pubblicazione della rivista è esclusivamente on-line, completamente gratuita e garantisce tempi rapidi e grande diffusione sul web.

Il Gruppo Emergeo, autore del lavoro, è uno dei gruppi operativi di emergenza sismica dell’INGV ed è composto da geologi e tecnici specializzati nell’effettuare le prime indagini e i rilievi sugli effetti geologici di un terremoto sul territorio. Le attività di Emergeo hanno già portato in precedenza a pubblicazioni simili a quest’ultima, in occasione degli eventi sismici dell’Aquila nel 2009 (Quaderni di Geofisica n. 70 del 2009, pdf scaricabile da http://istituto.ingv.it/l-ingv/produzione-scientifica/quaderni-di-geofisica/numeri-pubblicati-2009) e dell’Emilia nel 2012 (Miscellanea INGV n. 16 del 2012, pdf scaricabile da http://istituto.ingv.it/l-ingv/produzione-scientifica/miscellanea-ingv/numeri-pubblicati-2012).

In particolare, l’evento sismico di Amatrice ha prodotto una notevole mole di effetti cosismici, sia primari (fagliazione e fratturazione superficiali direttamente legate alla rottura associata al terremoto) che secondari (frane, scoscendimenti, crolli e liquefazioni riconducibili allo scuotimento provocato dalle onde sismiche). Nel caso del terremoto di Amatrice, l’area coperta dai rilievi è stata di circa 750 km2 con più di tremila osservazioni di effetti sopra descritti raccolte principalmente con il rilievo diretto, ed integrate da altre osservazioni raccolte da elicottero, drone e pallone sondaTutte le foto del lavoro sono state scattate fra il 24 agosto ed il 7 ottobre 2016 e rappresentano quindi effetti cosismici originati esclusivamente dall’evento del 24 Agosto.

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Le foto sono raggruppate in cinque aree geografiche principali (Piana di Castelluccio-Alta Valnerina; Monte Vettore; Monte Vettoretto-Forca di Presta; Valle del Tronto; Monti della Laga) e sono corredate da una serie di informazioni come tipo di effetto osservato, sito di osservazione e coordinate geografiche.

Al seguente indirizzo è possibile consultare e scaricare la Miscellanea in versione flip-book e PDF: 

http://www.ingv.it/editoria/miscellanea/2017/miscellanea34/

a cura di Luigi Cucci (INGV, Roma 1)


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I terremoti nella STORIA: Nel 1117 il più forte terremoto dell’area padana colpiva Verona e la pianura centro-occidentale

Novecento anni fa, nel 1117, si è verificato il più forte terremoto dell’area padana di cui si abbia notizia. Nonostante siano trascorsi ben nove secoli e il terremoto si sia verificato in un’area caratterizzata all’epoca da sporadici nuclei abitati situati tra zone paludose e foreste, disponiamo di un gran numero di informazioni su questo evento. Grazie anche alla fitta rete di monasteri benedettini presenti nel XII secolo, esiste infatti un’ampia tipologia di fonti coeve, quali annali monastici, documenti di varia tipologia ed epigrafi, che ci forniscono differenziate e puntuali informazioni su questo terremoto.

Lunetta e architrave del portale dell’Abbazia di Nonantola (Modena) con l’iscrizione relativa al rifacimento dell’edificio avvenuto in seguito al terremoto del 1117.

Si trattò di un evento assai importante per la società del tempo, contraddistinta da un contesto di generale sviluppo economico, infatti le città in quegli anni attraversavano una fase di ripresa economica e demografica e venivano edificati edifici pubblici e chiese. Il terremoto del 1117 si impresse a lungo nella memoria delle popolazioni colpite divenendo un elemento di riferimento cronologico per datare altri avvenimenti, come testimoniato da numerosi documenti successivi.

Il terremoto ebbe una grande fama in tutta l’Europa medievale ed è ricordato in quasi tutti gli annali monastici europei del tempo anche perchè molto probabilmente si è trattato di un evento multiplo (Guidoboni e Comastri, 2005; Guidoboni et al., 2007). L’ampia e accurata ricerca cronachistica e archivistica svolta ha solo parzialmente fatto luce sulla grande complessità di questo evento; da alcuni ricercatori sono state individuate tre diverse scosse: la prima avvenuta nella notte tra il 2 e il 3 gennaio, la seconda, la più forte, avvenuta nel primo pomeriggio (alle ore 15:15 GMT) del 3 gennaio in concomitanza con una terza scossa di minore entità (Guidoboni et al., 2005). La prima scossa si sarebbe verificata nella Germania meridionale causando danneggiamenti in particolare nell’area di Augusta e Costanza. La seconda scossa ha duramente colpito la Pianura Padana, ed è stata caratterizzata da un’area di danneggiamento molto ampia, comprendente il Veneto, la Lombardia e l’Emilia. Il terzo evento avrebbe interessato l’Alta Toscana, causando il crollo di torri, edifici e campanili nel territorio di Pisa e Lucca (Guidoboni et al., 2005; Rovida et al., 2016).

Epicentri attribuiti ai tre eventi del gennaio 1117 da Guidoboni et al., 2005.

L’evento più forte della sequenza si è quindi verificato nel primo pomeriggio del 3 gennaio 1117 e ha duramente colpito l’area della Pianura Padana veronese, causando danni da Piacenza sino alla costa adriatica. Parte di questi danni sono stati identificati per mezzo di un’estesa ricerca su restauri e ricostruzioni, in edilizia ecclesiastica, successivi al 1117.

Chiesa di San Pietro a San Pietro in Valle (Verona). Le differenti tipologie di muratura testimoniano il periodo di costruzione. Il transetto e la base della torre (1) sono databili all’alto Medioevo; la sommità della torre (2) invece risale al XII secolo, molto probabilmente è stata ricostruita dopo il terremoto del 1117 (Guidoboni e Comastri, 2005).

I dati di intensità macrosismica mostrano che l’area dei maggiori danneggiamenti è localizzata nella valle del Fiume Adige, a sud di Verona (Guidoboni et al., 2005). Nel Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani la magnitudo stimata di questo evento è pari a 6.5 (Rovida et al., 2016).

Valori di intensità del terremoto Veronese del 3 gennaio 1117 (Guidoboni et al, 2007; Rovida et al., 2016).

Diversi elementi rendono complessa l’individuazione geologica della/delle faglie responsabili dell’evento in questione, vediamo solo i principali:

  • le intensità macrosismiche più elevate sono distribuite su di una porzione molto ampia di pianura;
  • non possiamo escludere che il forte evento denominato Veronese del 3 gennaio sia stato in realtà una sequenza di più scosse molto ravvicinate nel tempo;
  • l’area epicentrale è sede oggi di pochi terremoti strumentali di bassa magnitudo;
  • l’epicentro macrosismico è localizzato in un’area pianeggiante ritenuta usualmente “indeformata” dal punto di vista sismotettonico;
  • le faglie della Pianura Padana non arrivano a tagliare la superficie terrestre ma si fermano in profondità, sono infatti definite faglie cieche. Pertanto possono essere rilevate solo grazie allo studio di prospezioni geofisiche o attraverso altri metodi indiretti.

In un precedente articolo pubblicato su questo BLOG abbiamo descritto il complesso e articolato paesaggio della Pianura Padana, sia quello visibile in superficie sia quello sepolto sotto i sedimenti di origine marina e fluviale. Le strutture compressive, o thrust, delle Alpi Meridionali, a nord, e dell’Appennino Settentrionale, a sud, proseguono al di sotto dei sedimenti della Pianura Padana e sono attualmente in avvicinamento, come mostrano i dati geodetici satellitari. In profondità questo raccorciamento si trasforma in uno sforzo di caricamento di faglie di tipo compressivo localizzate al piede delle Alpi e al piede dell’Appennino. Identificare la faglia responsabile del terremoto del 1117 richiede che si prenda in dovuta considerazione sia l’assetto delle due catene montuose sia l’assetto paleogeografico preesistente. L’avvicinamento delle due catene è infatti fortemente condizionato dalla presenza di un contesto geologico “ereditato”. Quando affermiamo che l’area epicentrale del terremoto del 1117 è localizzata in una zona ritenuta “indeformata”, ci riferiamo a quella porzione di territorio che non è ancora stata apparentemente raggiunta, in profondità, dai thrust delle due catene montuose in avvicinamento.

A causa di queste oggettive complessità sono state ipotizzate negli anni numerose – e  poco vincolate – strutture sismogenetiche responsabili del forte terremoto del 3 gennaio 1117:

  • fronte alpino e struttura delle Giudicarie, attivazione contemporanea del thrust dei M.ti Lessini (indicato come 1a nella figura sottostante) e del thrust del M.te Baldo (indicato come 1b; Galadini e Galli, 2001);
  • fronte alpino, thrust Thiene-Bassano (indicato come 2; Galadini et al., 2001; Galadini et al., 2005);
  • struttura appenninica sepolta, thrust di Piadena (indicato come 3; Galli, 2005);
  • struttura ereditata Mesozoica riattivata nell’attuale regime tettonico compressivo (indicato come 4; DISS Working Group, 2010; Vannoli et al., 2015);
  • strutture ereditate Mesozoiche, le faglie trascorrenti destre di Nogara (indicato come 5a in figura) e di S. Ambrogio (indicato come 5b; Scardia et al., 2015);
  • struttura basata su evidenze di geomorfologia tettonica. Lungo i corsi dei fiumi Mincio e Adige sono state identificate diverse “anomalie di drenaggio” compatibili con il sollevamento della superficie topografica causato dal movimento in profondità della faglia (indicato come 6 in figura; Burrato et al., 2003; DISS Working Group, 2015).

Sorgenti sismiche responsabili del terremoto Veronese del 3 gennaio 1117 proposte nella letteratura scientifica nel corso degli anni (rappresentate in rosso, vedere il testo sopra per la spiegazione). Da notare come negli articoli stessi venga sottolineato come queste sorgenti siano delle mere proposte. In giallo l’epicentro macrosismico dell’evento (Guidoboni et al, 2007; Rovida et al., 2016).

La presenza in letteratura di tante differenti ipotesi conferma come l’individuazione della sorgente responsabile del forte terremoto del 1117 sia ancora oggi un problema aperto.

L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia con l’Istituto Veneto di Scienze, Lettere ed Arti e il Centro euro-mediterraneo di documentazione Eventi Estremi e Disastri hanno organizzato, nel gennaio scorso, una giornata di studio per fare il punto delle conoscenze su questo terremoto e sul suo impatto, alla luce delle conoscenze scientifiche attuali. Dal sito web del Convegno è possibile visualizzare il programma, scaricare le presentazioni dei diversi ricercatori invitati e vedere i video delle presentazioni.

a cura di Paola Vannoli (INGV, Roma 1)


Bibliografia

Burrato P., Ciucci F., Valensise G. (2003). An inventory of river anomalies in the Po Plain, Northern Italy: evidence for active blind thrust faulting, Ann. Geophys. 5, 865-882, doi: 10.4401/ag-3459.

DISS Working Group (2010). Database of Individual Seismogenic Sources (DISS), Version 3.1.1: A compilation of potential sources for earthquakes larger than M 5.5 in Italy and surrounding areas, http://diss.rm.ingv.it/diss/, © INGV 2010, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, doi: 10.6092/INGV.IT-DISS3.1.1.

DISS Working Group (2015). Database of Individual Seismogenic Sources (DISS), Version 3.2.0: A compilation of potential sources for earthquakes larger than M 5.5 in Italy and surrounding areas, http://diss.rm.ingv.it/diss/, © INGV 2015, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, doi: 10.6092/INGV.IT-DISS3.2.0.

Galadini F., Galli P. (2001). Archaeoseismology in Italy: case studies and implications on long-term seismicity, J. of Earthquake Engineering, 5, 35-68.

Galadini F., Galli P., Molin D., Ciurletti G., (2001). Searching for the source of the 1117 earthquake in northern Italy: a multidisciplinary approach, T. Glade et al. (eds.), The use of historical data in natural hazard assessments, Kluwer Academic Publisher, 3-27.

Galadini F., Poli M.E., Zanferrari A. (2005). Seismogenic sources potentially responsible for earthquakes with M C 6 in the eastern Southern Alps (Thiene-Udine sector, NE Italy). Geophys. J. Int. 161, 739-762, doi: 10.1111/j.1365-246X.2005.02571.x.

Galli P. (2005). I terremoti del gennaio 1117. Ipotesi di un epicentro nel cremonese, Il Quaternario (It. J. Quat. Sci.) 18, 2, 87-100.

Guidoboni E., Comastri A. (2005). Catalogue of earthquakes and tsunamis in the Mediterranean area from the 11th to the 15th century. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia-Storia, Geofisica, Ambiente srl, Roma-Bologna.

Guidoboni E., Comastri A., Boschi E. (2005). The ‘‘exceptional’’ earthquake of 3 January 1117 in the Verona area (northern Italy): a critical time review and detection of two lost earthquakes (lower Germany and Tuscany), J. Geophys. Res. 110, B12309, doi: 10.1029/2005JB003683.

Guidoboni E., Ferrari G., Mariotti D., Comastri A., Tarabusi G., Valensise G. (2007). CFTI4Med, Catalogue of Strong Earthquakes in Italy (461 B.C.-1997) and Mediterranean Area (760 B.C.-1500). INGV-SGA. Available from http://storing.ingv.it/cfti4med/.

Rovida A., Locati M., Camassi R., Lolli B., Gasperini P. (eds) (2016). CPTI15, the 2015 version of the Parametric Catalogue of Italian Earthquakes. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. doi:http://doi.org/10.6092/INGV.IT-CPTI15.

Vannoli P., Burrato P., Valensise  G. (2015). The seismotectonics of the Po Plain (northern Italy):tectonic diversity in a blind faulting domain. Pure and Applied Geophysics, 172, 5, 1105-1142, doi: 10.1007/s00024-014-0873-0.

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Evento sismico in Svizzera, M 4.4, 06 marzo 2017

Un terremoto di magnitudo 4.4 è avvenuto questa sera, 06 marzo, alle ore 21:12 italiane in Svizzera, a circa 60 km da Zurigo, circa 50 km da Lucerna e 60 km dal confine italiano.

Svizzera (SVIZZERA)

Secondo i questionari arrivati fino a questo momento sul sito http://www.haisentitoilterremoto.it/, il terremoto è stato risentito in una vasta zona al confine Italia-Svizzera, in particolare nelle province di Varese, Como, Sondrio e Milano. Di seguito la mappa (aggiornata alle ore 21:57) con la distribuzione del risentimento sismico espressa in scala MCS (Mercalli-Cancani-Sieberg).

Mappa del risentimento sismico in scala MCS (Mercalli-Cancani-Sieberg) che mostra la distribuzione degli effetti del terremoto sul territorio come ricostruito dai questionari on line. La mappa contiene una legenda (sulla destra). Con la stella in colore viola viene indicato l’epicentro del terremoto, i cerchi colorati si riferiscono alle intensità associate a ogni comune. Nella didascalia in alto sono indicate le caratteristiche del terremoto: data, magnitudo (ML) profondità (Prof) e ora locale. Viene inoltre indicato il numero dei questionari elaborati per ottenere la mappa stessa.

Maggiori informazioni sull’evento al seguente link.

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 .

SPECIALE 2016, un anno di terremoti

Il 2016 ha avuto un numero molto importante di terremoti localizzati dalla Rete Sismica Nazionale dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia: poco più di 53.000 gli eventi. Rispetto agli anni precedenti il numero di terremoti localizzati è sensibilmente aumentato: più che raddoppiati rispetto al 2014 e più che triplicati rispetto al 2015.

Se la sismicità del 2014 e quella del 2015 sono state caratterizzate da numerose sequenze sismiche anche importanti come quella nel bacino di Gubbio, non è difficile capire la causa dell’elevato numero di terremoti del 2016, dovuto in grandissima parte alla sequenza sismica in Italia centrale iniziata il 24 agosto con un terremoto di magnitudo Mw 6.0 localizzato in provincia di Rieti e proseguita con altri eventi di magnitudo al di sopra di 5.0 e soprattutto con il terremoto di magnitudo Mw 6.5 del 30 ottobre, il più forte mai registrato dalla Rete Sismica Nazionale in funzione dai primi anni ’80.

La sismicità in Italia nel 2016.

La mappa della sismicità registrata dalla Rete Sismica Nazionale dell’INGV nel 2016.

La maggior parte dei terremoti localizzati ha avuto una magnitudo inferiore a 2.0: oltre 42.000 eventi. Se ci si limita a contare i terremoti con magnitudo uguale o superiore a 2.5 (quelli per i quali l’INGV effettua una comunicazione al Dipartimento della Protezione Civile) sono circa 3400 gli eventi nel 2016, circa 5 volte quelli del 2015.

Grafico 2016

Grafico dell’andamento temporale della sismicità (magnitudo M>=1.5) su tutto il territorio nazionale nell’anno 2016, in funzione della magnitudo, dal giallo (M<2) al rosso (M>=4.0). La scala temporale non è lineare e quindi la sismicità prima del 24 agosto è condensata in una piccola porzione del grafico (sinistra).

Come evidenziato dal grafico dell’andamento temporale della sismicità sono stati diversi gli eventi di magnitudo maggiore o uguale di 5.0 durante il 2016, mentre nel 2014 e nel 2015 non se ne erano registrati. Sono stati in totale 6 gli eventi di magnitudo maggiore di 5.0 avvenuti durante questo anno, 2 di magnitudo maggiore o uguale a 6.0 (gli eventi del 24 agosto, Mw 6.0 e del 30 ottobre, Mw 6.5). Altri 3 eventi di magnitudo compresa tra 5.0 e 6.0 sono stati localizzati nell’area della sequenza sismica in Italia centrale (24 agosto, Mw 5.4, 26 ottobre, Mw 5.4 e Mw 5.9), mentre un altro terremoto di magnitudo Mw 5.8 è avvenuto con epicentro nel mar Tirreno il 28 ottobre.

Numerosi sono stati i terremoti di magnitudo compresa tra 4.0 e 5.0: 64 eventi, oltre 50 di questi localizzati nell’area della sequenza.

Nella tabella qui sotto sono riportati tutti gli eventi registrati dalla Rete Sismica Nazionale di magnitudo maggiore o uguale di 4.5. Solo l’evento profondo del 26 ottobre (Mw 5.8) non è stato localizzato nelle province interessate dalla sequenza iniziata in agosto.

Data e Ora  Magnitudo  Provincia/Zona  Profondità 
24 agosto 03:36 6.0 Rieti 8
24 agosto 03:37 4.5 Rieti 9
24 agosto 04:33 5.4 Perugia 8
24 agosto 13:50 4.5 Perugia 10
26 agosto 06:28 4.8 Rieti 9
26 ottobre 19:10 5.4 Macerata 9
26 ottobre 21:18 5.9 Macerata 8
26 ottobre 23:42 4.5 Macerata 10
28 ottobre 22:02 5.8 Tirreno Meridionale 481
30 ottobre 07:40 6.5 Perugia 9
30 ottobre 07:44 4.6 Perugia 8
30 ottobre 08:13 4.5 Rieti 11
30 ottobre 14:07 4.5 Perugia 10
01 novembre 08:56 4.8 Macerata 10
01 novembre 01:35 4.7 Macerata 8

Riguardando il grafico del’andamento temporale della sismicità del 2016 è possibile notare come nei primi mesi dell’anno la sismicità è stata in linea con gli ultimi mesi del 2015. Infatti la media giornaliera di eventi registrati dalla Rete Sismica Nazionale è stata intorno a 40 terremoti, mentre dal mese di agosto questa media è aumentata fino a raggiungere il valore di circa 300, con giorni in cui sono stati registrati oltre 600 eventi.  Alla fine la media giornaliera di eventi registrati nel 2016 si attesta sui 145, decisamente più alta rispetto ai 40 del 2015 e ai 60 del 2014.

Il 2016 è stato quindi caratterizzato, per i primi 7-8 mesi (gennaio a fino all’ultima settimana di agosto), da una sismicità in linea con gli ultimi anni e nei quattro mesi finali dalla sequenza sismica in Italia centrale che ha portato a stabilire alcuni record da quando esiste la Rete Sismica Nazionale.

Questa situazione è ben visibile nel grafico qui sotto dove sono rappresentati gli eventi sismici registrati mese per mese. Per comprendere l’impatto della sequenza iniziata il 24 agosto sulla sismicità complessiva nel grafico sono rappresentati oltre al numero totale di eventi (blu) localizzati nel territorio nazionale, anche il numero di eventi nell’area della sequenza (rosso), il numero di eventi fuori dall’area della sequenza (verde).

Grafico 2016 2

Sono tante le considerazioni che vengono fuori analizzando questo grafico, tra queste: l’incremento del numero totale di eventi dal mese di agosto con il record nel mese di novembre quando sono stati registrati oltre 12.000 terremoti; l’andamento della sismicità al di fuori dell’area della sequenza che si mantiene costante durante tutti i mesi dell’anno con un piccolo calo solo nell’ultimo periodo dovuto alla forte attività in Italia centrale (si veda in seguito); il numero di eventi registrati nell’area della sequenza prima del 24 agosto che non evidenzia nessun incremento di sismicità, ma rimane costante durante i primi 7 mesi dell’anno.

Ricordiamo che i dati di tutti gli eventi sismici che avvengono in Italia vengono calcolati e rivisti dai sismologi in turno H24 nella Sala Operativa di monitoraggio sismico e pubblicati pochi minuti dopo ogni terremoto sul sito web del Centro Nazionale Terremoti. Notevole è stato lo sforzo del personale INGV per garantire localizzazioni veloci e accurate nonostante questa sequenza sia stata caratterizzata da un numero importante di eventi.

La sismicità prima del 24 agosto

Come già detto, la sismicità prima del 24 agosto ha rispecchiato l’andamento degli ultimi anni in particolare gli ultimi mesi del 2015 con un numero mensile di terremoti intorno al migliaio, pochi eventi di magnitudo maggiore di 4.0 e qualche piccola sequenza. Nella mappa qui sotto sono visualizzati i circa 8.000 terremoti dal 1 gennaio fino al 23 agosto 2016, gli eventi di magnitudo maggiore o uguale a 4.0 sono davvero pochi e, in maggior parte, localizzati al di fuori dei confini nazionali o in mare.

I terremoti registrati dalla Rete Sismica Nazionale dal 1 gennaio al 23 agosto 2016.

I terremoti registrati dalla Rete Sismica Nazionale dal 1 gennaio al 23 agosto 2016.

Tra questi ricordiamo il terremoto di magnitudo Mw 4.2 del 6 gennaio localizzato in provincia di Campobasso in un’area interessata da una sequenza con circa 200 eventi registrati solo nel mese di gennaio.  Altre due piccole sequenze sono state registrate in questi primi mesi del 2016: la prima in Sicilia orientale tra le province di Ragusa e Siracusa con oltre 30 eventi localizzati dal 6 febbraio con l’evento di magnitudo maggiore (Mw 4.2) avvenuto l’8 febbraio e nettamente risentito in una vasta area della Sicilia orientale; la seconda avvenuta nell’area a nord del lago di Bolsena, tra le province di Terni e Viterbo,  con l‘evento principale del 30 maggio di magnitudo Mw 4.1 e oltre 45 terremoti verificatisi tra il 30 e il 31 maggio di magnitudo mediamente basse.

Infine in questo periodo sono state molto attive dal punto di vista sismico le aree del basso Tirreno, nei pressi delle Isole Eolie e quella del canale di Sicilia dove si sono stati localizzati anche 3 eventi di magnitudo maggiore di 4.

La sequenza in Italia centrale

Con il terremoto di magnitudo Mw 6.0 delle ore 03:36 del 24 agosto localizzato in provincia di Rieti tra i comuni di Accumoli e Amatrice è iniziata una sequenza sismica che solo nel 2016 ha fatto registrare quasi 45.000 terremoti in un’area che si estende per circa 80 km di lunghezza e 20-25 km di larghezza, a cavallo di 4 regioni (Lazio, Abruzzo, Umbria e Marche) e 7 province (Rieti, L’Aquila, Perugia, Terni, Macerata, Ascoli e Teramo).

La sequenza sismica in Italia Centrale durante il 2016.

La mappa dei circa 45.000 terremoti registrati in Italia centrale dal 24 agosto 2016.

Nell’ultima settimana di agosto e nei successivi mesi di settembre e ottobre l’impatto della sequenza sul numero di terremoti registrati dalla Rete Sismica Nazionale è molto elevato. Sia a settembre che a ottobre ben oltre il 90% dei terremoti registrati sul territorio nazionale è stato localizzato nell’area della sequenza sismica, quasi 10.000 a settembre e circa 7000 in ottobre.

In particolare, durante l’ultima settimana di ottobre, la sequenza ha avuto una evoluzione  con eventi particolarmente forti e distruttivi in un’area più a nord di quella attivata ad agosto, tra le province di Perugia e Macerata: i terremoti del 26 ottobre alle ore 19.10 e 21.18 italiane, rispettivamente di magnitudo 5.4 e 5.9, e quello del 30 ottobre di magnitudo magnitudo 6.5. Quest’ultimo è da considerarsi il terremoto più forte di tutta la sequenza, ma anche l’evento di magnitudo maggiore registrato dalla Rete Sismica Nazionale in Italia dalla sua nascita, nei primi anni ’80.

La mappa della sequenza sismica dal 24 agosto: in rosso gli eventi dell'ultima settimana, dalle ore 07:40 del 30 ottobre.

La mappa della sequenza sismica in Italia centrale aggiornata al 6 novembre 2016. I due colori rappresentano gli eventi dal 24 agosto (blu) e gli eventi dal 30 ottobre (rosso). Le stelle rappresentano i terremoti di magnitudo maggiore o uguale a 5.0.

Nel mese di novembre sono stati localizzati centinaia di terremoti al giorno nell’area epicentrale superando anche 500-600 eventi al giorno. Il numero di terremoti localizzati nel mese di novembre 2016 rappresenta il più alto numero di eventi mai registrato in un mese dalla Rete Sismica Nazionale dalla sua nascita (inizio anni ’80) ad oggi. In questi mesi, è stato raddoppiato il numero degli analisti in Sala Operativa di monitoraggio sismico INGV di Roma in modo da elaborare in tempo reale la gran mole di dati in arrivo e soddisfare al meglio le necessità informative del Dipartimento della Protezione Civile e le esigenze di gestione dell’emergenza.

Di seguito i link degli APPROFONDIMENTI (articoli, video, animazioni, report) sulla Sequenza Sismica in Italia Centrale pubblicati sul BLOG INGVterremoti:
Primo approfondimento sulla sequenza (24 agosto) 
La stima della magnitudo dell’INGV (26 agosto)
La sismicità storica dell’area (26 agosto)
SHAKEmovie: propagazione delle onde sismiche del terremoto (26 agosto)
Alla ricerca della faglia (28 agosto)
Revisione degli eventi sismici in corso (30 agosto)
La sequenza sismica in Italia Centrale: un primo quadro intepretativo dell’INGV (30 agosto)
Visualizziamo in 3D la faglia sorgente del terremoto (1 settembre)
Le shakemap, lo scuotimento del terremoto (5 settembre)
Le reti GPS misuranolo spostamento della faglia (6 settembre)
Effetti in superficie rilevati dal Gruppo EMERGEO (8 settembre) 
Story Maps della sequenza (8 settembre)
Analisi dello scuotimento del terreno (9 settembre)
Misure dello spostamento del suolo tramite interferometria satellitare (16 settembre)
Modellazione della sorgente sismica e trasferimento di stress sulle faglie limitrofe (21 settembre)
La sequenza ad un mese dal suo inizio: un aggiornamento sugli studi in corso (23 settembre)
Sequenza sismica in Italia centrale, nuove scosse 26 ottobre (26 ottobre)
Propagazione preliminare delle onde sismiche dell’evento M 6.5 del 30 ottobre (30 ottobre)
Primo approfondimento dopo le scosse del 30 ottobre (30 ottobre)
INGVterremoti EarthQuake Report
Animazione spazio-temporale sequenza dal 24 agosto al 31 ottobre
La magnitudo del terremoto del 30 ottobre (31 ottobre)
Prime interpretazioni dall’interferogramma differenziale ottenuto da dati radar Sentinel-1 (2 novembre)
Approfondimento scarpate di faglia prodotte dal terremoto del 30 ottobre (3 novembre)
I vulcanelli di fango nella provincia di Fermo (11 novembre)

La sismicità dopo il 24 agosto nelle aree fuori dalla sequenza 

La sismicità dopo il 24 agosto nelle aree non interessate dalle sequenza è stata in linea con i primi mesi del 2016: una leggera diminuzione del numero di eventi localizzati di bassa magnitudo (M<2.0) è dovuta all’enorme impegno dei turnisti della Sala Operativa di monitoraggio sismico, concentrati prevalentemente a localizzare le centinaia di eventi al giorno della sequenza.

Fanno eccezione alcuni terremoti registrati in ottobre con ipocentro nel mar Tirreno. Il 28 e il 29 sono avvenuti due terremoti profondi in Italia: il primo evento di magnitudo 5.7  (28 ottobre) è stato localizzato nel mar Tirreno a una profondità di circa 470 km.  Il secondo terremoto di magnitudo 4.3 (29 ottobre) è stato localizzato in provincia di Potenza ad una profondità di 270 km.

L'area del Mar Tirreno e delle coste campane e lucane interessate dai due eventi di magnitudo

L’area del Mar Tirreno e delle coste campane e lucane interessate dai due eventi avvenuti nel mese di ottobre (M 4.7 e M 5.3)

Tutti gli articoli della rubrica ITALIA SISMICA  pubblicati nel 2016 sono consultabili attraverso una story maps  di tipo MAP JOURNAL, che integra la mappa interattiva dei terremoti con i contenuti (foto, testi, immagini) dei singoli articoli. Sulla mappa interattiva è possibile anche interrogare i singoli eventi ed avere informazioni sulla magnitudo, la data\ora e la profondità. Il MAP JOURNAL della sismicità del 2016 è inserito nella galleria story maps & terremoti, o direttamente raggiungibile al seguente LINK.

La story map

A cura di Maurizio Pignone (INGV – Centro Nazionale Terremoti).


Crediti dati

ISIDe Working Group (INGV, 2010), Italian Seismological Instrumental and parametric database: http://iside.rm.ingv.it

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