Thursday, 14 September 2017

Terremoto del Messico di M 8.0 del 08 settembre 2017

Il terremoto di M 8.0 si è verificato in una regione sismicamente molto attiva, dove i terremoti sono frequenti a causa dello scorrimento della placca oceanica di Cocos sotto le placche del Nord America e dei Caraibi (fig. 1) [1].


Fig. 1 - tettonica dell'America centrale.


Molto interessante è la profondità del terremoto di 72 km e il meccanismo focale (fig. 2) che evidenzia come la placca in subduzione (quella di Cocos), sia soggetta a estensione lungo immersione.
Fig. 2 - Meccanismo focale del terremoto di M 8.0 del 8 settembre 2017[2]. 
L'aftershock del di M 5.7 alla profondità di 30 km circa, del settembre mostra un meccanismo focale di tipo compressivo (fig. 3), evidenziando il fenomeno dello sfregamento tra la placca delle Cocos e del Nord America.
Fig. 3 - meccanismi focale del mainshock di M 8.0 e aftershock di M 5.7 [3].

Il modello della subduzione è quello dove la placca delle Cocos scende al di sotto di quella nord Americana per il fenomeno del "galleggiamento negativo" [4]. La distribuzione degli sforzi durante la discesa della litosfera (come quella delle Cocos), è messo in evidenzia dal meccanismo focale compressivo dovuto allo "sfregamento" nell'interfaccia Cocos-nord America (fig. 4c) e distensivo in profondità (fig. 4d) dovuto probabilmente alla trazione dal basso della placca che esercita una forza di "disaccopiamento" della stessa lungo immersione. 
Fig. 4 - modello della subduzione con gli sforzi compressivi (C) e distensivi lungo immersione (D) Modificato da:[4].


Riferimenti bibliografici
[4] Kearey P., Vine F.J. (1994) - Tettonica Globale. Zanichelli ed.

Saturday, 15 July 2017

Aftershocks Identification and Classification

Usually, earthquakes develop after a strong main event. In literature they are defined as aftershocks and play a crucial role in the seismic sequence development: as a result, they should not be neglected. In this paper we analyzed several aftershock sequences triggered after a major earthquake, with the aimed at identifying, classifying and predicting the most energetic aftershocks. We developed some simple graphic and numeric methods that allowed us to analyze the development of the most energetic aftershock sequences and estimate their magnitude value. In particular, using a hierarchisation process related to the aftershocks sequence, we identified primary aftershocks of various orders triggered by the mainshock and secondary aftershocks of various orders triggered by the previous shock. Besides, by a graphic method, it was possible to estimate their magnitude. Through the study of the delay time and distance between the most energetic aftershocks and the mainshock, we found that the aftershocks occur within twenty-four hours after the mainshock and their distance remains within a range of hundreds of kilometers. To define the aftershocks sequence decay rate, we developed a sequence strength indicator (ISF), which uses the magnitude value and the daily number of seismic events. Moreover, in order to obtain additional information on the developmental state of the aftershocks sequence and on the magnitude values that may occur in the future, we used the Fibonacci levels. The analyses conducted on different aftershocks sequences, resulting from strong earthquakes occurred in various areas of the world over the last forty years, confirm the validity of our approach that can be useful for a short-medium term evaluation of the aftershocks sequence as well as for a proper assessment of their magnitude value.

Giulio Riga & Paolo Balocchi



Riga, G. and Balocchi, P. (2017) Aftershocks Identification and Classification. Open Journal of Earthquake Research, 6, 135-157. doi: 10.4236/ojer.2017.63008.

Sunday, 7 May 2017

Eventi sismici della bassa Modenese del 07 Maggio 2017

Schema delle sorgenti sismogenetiche da: DISS-INGV; EFT-External Ferrara Thrust; MFT-Middle Ferrara Thrust; CPRT-Carpi Poggio Renatico Thrust.

I due eventi di M 2.5 del 07/07/2017 di Sant'Agostino [1] e Mirabello [2] sono da attribuirsi alla sorgente sismogenetica middle Ferrara thrusts (MFT), per il primo evento e probabilmente, ad un segmento della sorgente sismogenetica external Ferrara thrusts (EFT) oppure alla middle Ferrara thrusts (MFT), per il secondo evento.

Tali eventi ricadono in corrispondenza dell'area più orientale delle strutture attivatesi nel 2012, che rappresenta il segmento est decritto dalla CGR a maggiore pericolosità (in termini probabilistici). 

Friday, 5 May 2017

Eventi sismici della bassa Modenese

Schema:MFT-Middle Ferrara thrust con il segmento di Finale Emilia del terremoto del 20/05/2015; CPRT-Carpi Poggio Renatico thrust con il segmento di Mirandola del terremoto del 29/05/2012; EFT-External Ferrara thrust con il segmento di Ferrara del terremoto del 1570. 

Gli eventi di M 3.1 e 3.2 del 26/04/2017 ricadono all'interno dell'area della sorgente sismogenetica middle Ferrara thrusts (MFT). Tale area rappresenta la porzione iniziale del segmento più orientale della medesima struttura di cui parlava la CGR nel 2012. 
L'evento di M 3.0 del 05/04/2017 ricade all'interno della sorgente sismogenetica esterna di Ferrara (EFT), la cui profondità di 8 km è compatibile con la massima profondità della sorgente.
Gli eventi mostrano le caratteristiche si aftershocks (eventi si assestamento) della sequenza sismica dell'Emilia del 2012. 

Wednesday, 5 April 2017

Il modello di "tettonica di intaccatura (indentation)"

Esperimento del modello di "tettonica di intaccatura (indentation)" su plastilina (Tapponnier et al., 1982, 1986 and Peltzer & Tapponnier 1988).

Extrusion experiment with plasticine, IPGP tectonics lab. from Lacassin Robin on Vimeo.


Il modello descrive il processo di indentatura da parte della placca Indiana (rappresentata dal dente metallico rigido) che si comporta come placca rigida che penetra all'interno della placca Asiatica a comportamento più "molle" (meno rigido). Sulla placca Asiatica si formano diverse faglie che accompagnano l'estrusione (tettonica di estrusione o di fuga) verso Est dell'Indocina.
Il modello di laboratorio, confrontato con la tettonica regionale (ad ampia scala) desunta da dati rilevati in campagna, mostra diverse correlazioni.


Riferimenti bibliografici
Kearey P., Vine F.J., 1994 - Tettonica Globale. Zanichelli Ed.
Kearey P., Klepeis K.A., Vine F.J., 2010 - Global Tectonics. Wilei-Blackwell Ed.

Saturday, 25 March 2017

Sciame Appennino Tosco-Emiliano del Marzo 2017


In data 25/03/2017 si è riattivato lo sciame dell'Appennino Tosco-Emiliano [1], localizzato nei pressi di Castiglione dei Pepoli, nella stessa area del 2015 [2]. 


La distribuzione degli ipocentri evidenzia una superficie NE-immergente che potrebbe rappresentare un detachment, una superficie di scollamento, probabilmente di importanza regionale. Tale superficie sembra, al momento, "guidare" la sismicità dell'area, con eventi di bassa magnitudo. Sempre la distribuzione degli ipocentri mette in evidenza una faglia SW-immergente (f) coniugata alla precedente. Tale geometria strutturale può essere rappresentata da uno stile tettonico simile alla Val Tiberina-Gubbio [3]


La sismicità storica, ricavata dal catalogo CPTI11 (INGV), mostra che l'area storicamente è stata soggetta ad eventi con M stimata da 5.0 a 5.9. 

Riferimenti
[1] Elenco dei dati dello sciame sismico da INGV.
[2] Sciame sismico dell'Appennino Tosco-Emiliano.
[3] Faglia Tiberina e sistema estensionale Umbro-Marchigiano.

Monday, 27 February 2017

How to Identify Foreshocks in Seismic Sequences to Predict Strong Earthquakes

Abstract: The time analysis of seismic events preceding several strong earthquakes occurred in recent decades throughout the world, has highlighted some foreshocks’characteristics, which are helpful for their discrimination compared to other types of events. These features can be identified within the seismic sequence and used as strong events’ precursors. Through the energy release pattern analysis, which precedes any strong earthquakes, in this study we describe some graphical procedures suitable for distinguishing a foreshock from any other type of earthquake. We have broadly divided foreshocks into two classes, depending on their position within the energy release pattern, by describing some relationships between the foreshock’s magnitude and the following earthquake’s. The results obtained show how the energy release pattern of some major earthquakes has distinctive features and repeatability which it is possible to obtain information from in order to perform sufficiently reliable short-term forecasts.

Riga G. & Balocchi P.


Riga, G. and Balocchi, P. (2017) How to Identify Foreshocks in Seismic Sequences to Predict Strong Earthquakes. Open Journal of Earthquake Research, 6, 55-71. https://doi.org/10.4236/ojer.2017.61003

Saturday, 4 February 2017

Il piccolo sciame della costa Laziale meridionale (Latina)

Fig. 1 - localizzazione dello sciame sismico
della costa Laziale meridionale
(Tirreno Meridionale, TM) e l'attuale
sequenza sismica in Italia centrale (IC).
Nella giornata del 03 febbraio 2017 si è sviluppato un piccolo sciame sismico (fig. 1) a largo della costa Laziale meridionale (Latina). dove l'evento di maggiore magnitudo è stato quello di Ml=3.7 del 03 febbraio 2017 ore italiane 22:33:02 (UTC 21:33:02) [1]. 
Successivamente alle nel giorno 04 febbraio 2017 alle ore italiane 00:08:05, si è verificato un'altro evento di Ml=3.5 [2].
Il meccanismo focale di questo secondo evento (fig. 2), evidenzia la direzione dei piani nodali e degli assi principali dello stress. La faglia responsabile del terremoto di M=3.5 è ascrivibile ad una trascorrente la cinematica sisnistrorsa con componente normale, legato alla struttura di importanza regionale descritta come 41PL (essendo parallela al 41° parallelo) che rappresenta un importante limite che separa il bacino tirrenico settentrionale da quello meridionale [3] [4], due aree che con tassi di deformazione differenti, una maggiore estensione nel Tirreno meridioanle e minore in quello settentrionale [4]. 
Fig. 2 - Meccanismo focale dell'evento Ml=3.5
Anche se il significato tettonico di tale limite non sembra ben definito, da diversi autori viene interpretato in due modi [3]: i) come avvallamento per post-rifting legato a sollecitazione da raffreddamento e stress intraplacca; ii) come faglia di trasferimento caratterizato da un movimento laterale sinistro (fig. 3). 
In base ai dati sismologici è plausibile ipotizzare che lo sciame sismico della costa Laziale meridionale sia dovuto alla riattivazione di segmenti di faglia appartenenti alla 41PL o strutture secondarie a essa associate. Come evidenzia il meccanismo focale, si evidenzia una componete trascorrente sisnistrorsa associato al piano nodale a direzione NE-SE e una componete normale secondo un asse di massima tensione N-S. Pertanto si ritiene che lo sciame sismico Laziale meridionale possa essere dovuto ad una tettonica trastensiva sisnistrorsa, legata all'attivazione di strutture riconducibili a zona 41PL [3] [4]. 

Fig. 3 - Mappa schematica del Tirreno e Appennino settentrionale [3]

La struttura 41PL è strettamente correlata alla complessa evoluzione paleogeografica (e tettonica) del mar Tirreno (fig. 4) [3] [4] [5]. Si nota come la migrazione progressiva dell'arco Calabro-Peloritano in direzione SE, sia legata all'attività di due strutture principali: quella a nord, denominata 41PL a cinematica trascorrente sinistrorsa e a sud, la faglia nord-Siciliana trascorrente destrorsa [5]. Da notare come la 41PL fiancheggia anche la costa della Campania fino alla Calabria nord in cui prende il nome di linea di Sangineto (SL in fig. 3) [3] [4] [5].

Fig. 4 - Mappa che mostra l'evoluzione paleogeografica dell'arco Calabro-Peloricato (CP), legato all'apertura del Tirreno e alla subduzione del mare Ionio al di sotto della Calabria (figura tratta da: [4].

Riferimenti Bibliografici
[3] Bruno et al., 2000. Seismic study of the ‘41st Parallel’ Fault System offshore the Campanian–Latial continental margin, Italy. Tectonophysics, 324, 37–55.
[4] Conti et al., 2016. Transfer zones in an oblique back-arc basin setting: Insights from the Latium -Campania segmented margin (Tyrrhenian Sea). Tectonics, 36, doi:10.1002/2016TC004198.
[5] Rosenbaum & Lister, 2004. Neogene and Quaternary rollback evolution of the Tyrrhenian Sea, the Apennines, and the Sicilian Maghrebides. Tectonics, Vol. 23, TC1013, doi:10.1029/2003TC001518.

Monday, 30 January 2017

Lo sciame di Arezzo 2017 e la faglia Altotiberina

Fig. 1 - sciame del 29/01/2017
In data 29/01/2017 si è verificato un piccolo sciame in corrispondenza del bacino artificiale di Montedoglio (Sansepolcro), con eventi di bassa magnitudo M max = 2.7 (fig.1).


Nel 2001 si è sviluppata una sequenza sismica diffusa di magnitudo moderata. L'evento principale di Ml=4.3 si è verificato il 26/11/2001 con un meccanismo focale distensivo (asse principale di tensione NE-SW circa), seguito da altri eventi di minore magnitudo (fig. 2). La sequenza sismica è stata attribuita al una faglia a basso angolo NE-immergente e descritta in letteratura come faglia Altotiberina (ATF) [1], [2], [3]. 


Fig. 2 - Localizzazione della sequanza sismica del 1997 (pallini neri) e quella del 2001 (pallini rossi) e meccanismo focale dell'evento principale di Ml=4.3 [3]. La sezione lungo la traccia SW-NE, suggerisce che la sismicità del 2001 sia dovuta ad una faglia normale NE-immergente rappresentata da ATF, mentre la sismicità del 1997 sia dovuta ad una faglia antitetica alla precedente [1], [3].  


Gli ipocentri dello sciame sismico del 29/01/2017 mostrano una distribuzione lungo una superficie NNE-immergente (fig. 3), interpretabile come scollamento basale. Tale struttura è confrontabile con la ATF [4], [5], [6], [7], che rappresenta la stessa faglia della sequanza sismica del 2001.

Fig. 3 - sezione SSW-NNE dello sciame sismico del 29/01/2017.

E' plausibile ritenere che la ATF sia in grado di generare terremoti lungo i segmenti più superficiali [2] come evidenziato dalla sequenza del 2001 e l'attuale sciame. 
Alcuni studi suggeriscono la presenza di segmenti superficiali della ATF nella zona di Città di Castello, il cui potenziale sismogenico è di Mw=6.5 [8], mentre semplici modelli suggeriscono un Mw 6.7 [9], [10]. 

Riferimenti bibliografici
[1] Braun et al., 2002 - : Evidenze di attività sismica sulla faglia Altotiberina, in XXI  Convegno Nazionale GNGTS, 19-21 Novembre 2002, Roma, Italy, 1, 121. 
[2] Ciaccio et al., 2006 - Earthquake fault-plane solutions and patterns of seismicity within the Umbria Region, Italy. Annals of Geophysics, Vol. 49, N. 4/5.
[3] Heinicke et al., 2006 - Gas flow anomalies in seismogenic zones in the Upper Tiber Valley, Central Italy. Geophys. J. Int., 167, 794–806
[6] Balocchi, 2015 - La faglia Tiberina e il sistema estensionale Umbro-Marchigiano. Scienze-Naturali.it
[7] Mirabella et al., 2011 - Tectonic evolution of a low‐angle extensional fault system from restored cross‐sections in the Northern Apennines (Italy). Tectonics, 30, TC6002, doi: 10.1029/2011TC002890.
[8] Brozzetti et al., 2009 - Present activity and seismogenetic potential of a low-angle normal fault system (Città di Castello, Italy): Constraints from surface geology, seismic reflection data and seismicity. Tectonophysics, 463, pp. 31-46. 
[9] Anderlini et al., 2016 - Creep and locking of a low-angle normal fault: Insights from the Altotiberina fault in the Northern Apennines (Italy), Geophys. Res. Lett., 43, pp. 4321–4329.
[10] Vadacca et al., 2016 - On the mechanical behaviour of a low-angle normal fault: the Alto Tiberina fault (Northern Apennines, Italy) system case study. Solid Earth, 7, pp. 1537–1549.

Saturday, 21 January 2017

Comunicato CGR-DPC e la "stima probabilistica"

Dal comunicato stampa del 20/01/2017 della Protezione Civile [1], successivo alla serie di eventi M>5.0 del 18/01/2017 in Italia centrale, si legge che:


"La Commissione identifica tre aree contigue alla faglia principale responsabile della sismicità in corso, che non hanno registrato terremoti recenti di grandi dimensioni e hanno il potenziale di produrre terremoti di elevata magnitudo (M6-7). Questi segmenti – [...] – rappresentano aree sorgente di possibili futuri terremoti".


Leggendo attentamento il comunicato, la CGR-DPC ha individuato le aree e la M senza una stima del periodo di accadimento. 

Riprendere il concetto di Previsione Probabilistica dei terremoti [2]: in termini di "stima probabilistica, cioè si può stimare la probabilità che si verifichi un terremoto di una certa magnitudo, in un determinato intervallo di tempo e in una certa area. Questa probabilità non è costante nel tempo, ma varia in funzione delle variazioni dell'attività sismica della zona". 

Viene da se come il Comunicato non abbia definito un periodo temporale (di breve-medio-lungo termine). 

Detto questo si può comprendere come il comunicato rappresenti una "previsione probabilistica e non deterministica" (evidenziato anche dall'utilizzo della parola "possibili futuri terremoti"[1]). Le previsioni deterministiche devono essere fatte in modo ancora più preciso, definendo anche il tempo (giorno ed ora) dell'accadimento del terremoto. Da una previsione probabilistica a una deterministica vi è sempre la solita "scala dei grigi".

Ricordo che la Mappa della Pericolosità Sismica nazionale non è altro che una "stima probabilistica" dello scuotimento del terreno (cioè un terremoto di una magnitudo che produca quello scuotimento), considerando diversi intervalli di scala temporale, quali giorni-settimane (breve termine), pochi anni (medio termine), e decenni (lungo termine) [3]. La scelta degli intervalli di tempo in cui si calcola la pericolosità non è una scelta dei sismologi, ma è legata al tipo di utilizzo pratico che si vuole fare di queste stime. Generalmente per scopi ingegneristici si utilizzano stime di probabilità in un arco di decenni (lungo termine) per definire le regole costruttive antisismiche.

Riferimenti
[1] Terremoto centro Italia: si riunisce la Commissione Grandi Rischi-Settore Rischio Sismico.
[2] La previsione probabilistica dei terremoti
[3] Pericolosità sismica.

Wednesday, 18 January 2017

I forti eventi dell'Italia centrale del 18/01/2017: Ipotesi plausibili sulla sorgente sismogenica.


In data 18/01/2017 sono succeduti alcuni eventi forti con M>5.0 (tabella) accaduti ad una profondità media di 9 km circa [1]. Gli epicentri sono localizzati nei pressi di Montereale lungo una direttrice appenninica.


Gli eventi mostrano meccanismi focali distensivi con una direzione di massima tensione NE-SW [2]. Dai dati sismologici sembra plausibile ipotizzare che la sorgente sismica relativa agli eventi sia quella denominata Faglia di Gorzano, descritta in letteratura scientifica, e già sede di eventi sismici significativi durante la sequenza sismica de L'Aquila 2009 nel periodo 06-13 Aprile con Mw 5-5.5 [3].


Gli eventi di oggi possono essere messi in relazione al forte terremoto del 24 agosto 2016. Considerando la variazione di stress statico, noto come Coulomb Failure Function (CFF) sulle faglie note nell'area, si evince come ci possa essere una interazione tra le varie sorgenti sismiche.



Valori positivi considerevoli di variazione di CFF, fino a 0.5-0.6 MPa si riscontrano al limite NW della faglia del Monte Gorzano [4]. Risulta comunque evidente che tale calcolo non può fornirci una previsione sull’evoluzione della sequenza sismica, ma il suo valore è puramente scientifico, come ulteriore elemento utile agli scienziati per studiare i terremoti [4], evidenziando come vi possa essere una "relazione spaziale" tra terremoti e faglia adiacenti, mentre non è possibile avere informazioni sull'evoluzione temporale della sequenza sismica e delle faglie (come detto sopra).

Riferimenti bibliografici
[1] INGVterremoti, 2017. Aggiornamento eventi sismici in provincia dell’Aquila,18 gennaio 2017
[2] INGV - CNT, 2017. Catalogo Time Domain Moment Tensor.
[3] Lavecchia et al., 2012. From surface geology to aftershock analysis: Constraints on the geometry of the L'Aquila 2009 seismogenic fault system. Ital. J. Geosci., Vol. 131, No. 3, pp. 330-347.
[4] INGVterremoti, 2016. Terremoto in Italia centrale: Modellazione della sorgente sismica e trasferimento di stress sulle faglie limitrofe.

Saturday, 7 January 2017

Alcune considerazioni sismotettoniche dell'Italia Centrale


Il terremoto di M 4.1 del 02 gennaio 2017 (Cluster di Spoleto, S), può essere messo in relazione alla sequenza sismica dell'Italia centrale (IC), se si considera la tettonica regionale dell'area.
La presenza di un sistema di faglie a basso angolo e NE-immergenti, è testimoniato sia da indagini geofisiche (CROP03) che dalla distribuzione della sismicità. Tale struttura di interesse regionale, viene chiamata faglia Altotiberina (ATF) [Balocchi, 2016]. 

L'evento di M 4.1 del 02 gennaio 2017 mostra una profondità confrontabile alla geometria della faglia Altotiberina. Il meccanismo focale mostra due piani trascorrenti, uno cinematica destrorsa a direzione antiappenninica e il secondo a cinematica destrorsa e con direzione appenninica. La cinematica dei due piani è compatibile con una direzione di massima tensione NE-SW, e alla cinematica diretta del sistema altotiberino e Vettore-Bove.



L'interpretazione dei dati sismologici inerente ai meccanismi focali della sequenza sismica dell'Italia centrale (IC) e del cluster di Spoleto (S), fanno ipotizzare ad un modello sismotettonico rappresentato da un sistema di faglie a cinematica normale (descritte come sistema Vettore-Bove) responsabile della sismicità in Italia centrale, e un sistema di faglie trascorrenti destrorsa a direzione antiappenninica responsabile della sismicità nel cluster di Spoleto e interpretabile come tear-faults o faglie di strappo (linea o allineamento trasversale alla catena appenninica) che accomodano la differente deformazione nei due blocchi attigui. Il modello è simile a quello già descritto nell'area del Chinati [Balocchi et al., 2016]. 


La distribuzione della sismicità di bassa magnitudo dell'area Spoleto-Italia centrale, evidenzia una superficie si scollamento basale (detachment), interpretabile come la prosecuzione verso sud della faglia Altotiberina (probabilmente un segmento meridionale limitato a nord da linee trasversali, come quella di Spoleto). Tale superficie rappresenta uno scollamento di importanza regionale che influenza la sismicità delle faglie a direzione appenninica ed immersione opposta come i sistemi delle faglie di Gubbio, Gualdo Tadino, Colfiorito, Norcia, Castelluccio e Vettore-Bove.

[modificato: 07/01/2017 ore 22:51 Italiane]

Balocchi P. (2016); Faglia Tiberina e sistema estensionale Umbro-Marchigiano. Scienze-Naturali.it
Balocchi P., Lupoli F.C., Riga G. (2016); La sequenza sismica dei monti del Chianti in Toscana e alcune considerazioni sulla struttura sismogenetica e il modello sismotettonico. Atti Soc. Nat. e Mat. di Modena, 147, pp. 39-52.