INGV: IL TERREMOTO DEL 6 APRILE 2009. LA SEQUENZA SISMICA E LA STRUTTURA DEL SISTEMA DI FAGLIE |

INGV: IL TERREMOTO DEL 6 APRILE 2009. LA SEQUENZA SISMICA E LA STRUTTURA DEL SISTEMA DI FAGLIE

Inserito da Admin - 10 Giugno 2019

In questo primo approfondimento sulla sequenza sismica del 2009 in Italia centrale riassumiamo l’evoluzione spazio-temporale della sequenza, ricostruita attraverso l’analisi di circa 60.000 terremoti che sono stati studiati integrando i dati della Rete Sismica Nazionale dell’INGV con quelli delle reti mobili installate subito dopo l’evento del 6 aprile.

Con gli stessi dati è stata ricostruita la struttura del sistema di faglie in profondità. Nei prossimi post vedremo come questi dati siano stati utilizzati, insieme a quelli geodetici, accelerometrici e di superficie, per vincolare altre caratteristiche della faglia principale responsabile del terremoto del 2009 e delle altre faglie presenti nella regione. Negli ultimi anni sono stati già affrontati diversi aspetti del terremoto su questo sito, come per esempio in questo articolo e in questo.

Il 6 Aprile 2009 alle ore 03:32 un terremoto di Mw6.1 [1] si verifica nell’area attorno alla città dell’Aquila, dove era in atto un’attività sismica da alcuni mesi, generando una lunga sequenza di repliche. Gran parte della sequenza sismica si verifica sulla faglia responsabile del terremoto principale, la faglia di Paganica, mentre altre faglie minori vengono attivate nei giorni successivi al 6 aprile. A seguito della ridistribuzione degli sforzi causata dall’evento principale, unita ad una probabile migrazione di fluidi presenti nella crosta superiore, l’attività sismica migra inoltre su una faglia posizionata immediatamente a Nord nella zona dei Monti della Laga (figura 1).

Subito dopo l’evento principale, i ricercatori e tecnici dell’INGV, con la successiva collaborazione dell’Università di Grenoble, hanno installato una rete sismica composta da 47 stazioni temporanee che hanno permesso di integrare le informazioni fornite dalla rete permanente (la Rete Sismica Nazionale dell’INGV, RSN) per seguire e monitorare l’evolversi della sequenza e permettere studi successivi di dettaglio.

Figura 1: la figura mostra la distribuzione spazio-temporale dei terremoti avvenuti lungo l’asse della catena appenninica (asse verticale del grafico) a partire dal 1 gennaio al 31 dicembre 2009 (asse orizzontale), cioè circa 3 mesi prima e 9 mesi dopo l’occorrenza dell’evento del 6 aprile 2009. Notiamo la sequenza sismica che inizia a metà gennaio concentrata attorno all’epicentro della scossa del 6 aprile (stella più grande). Le altre stelle indicano i terremoti con magnitudo ML > 5. Come si vede gran parte dei terremoti più forti è avvenuta nella prima settimana a partire dal 6 aprile. Il sistema di faglie attivato, composto da due faglie principali (definite qui faglia di Paganica e faglia dei Monti della Laga) si estende per circa 45 km in direzione NW-SE lungo l’asse dell’Appennino (da Valoroso et al., 2013)

Con la sequenza del 2009, per la prima volta in Italia è stato possibile generare un catalogo ricchissimo di terremoti registrato da stazioni sismiche permanenti e temporanee. Questo catalogo è stato usato per capire a fondo il processo di rilascio sismico e riconoscere le strutture crostali coinvolte nella genesi del terremoto. Dal segnale sismico acquisito in continuo dai sismometri sono stati estratti i segnali di oltre 60.000 terremoti, la cui localizzazione di estrema precisione ha consentito di rilevare il corteo di faglie interessate dai movimenti principali verificatisi durante la sequenza. Il numero così elevato di eventi dipende dal fatto che siamo riusciti a riconoscere e a localizzare con procedure automatiche terremoti molto più piccoli di quelli che normalmente vengono riconosciuti con i metodi standard di analisi; è stato così possibile abbassare la magnitudo di completezza del nostro catalogo di terremoti.

L’architettura delle faglie in profondità delineate dalle repliche (o aftershocks) è stata definita con un’accuratezza della decina di metri, simile quindi a quella osservata dalla geologia di superficie. Questo può consentire di colmare il gap che ancora esiste tra osservazioni geologiche (di superficie) e sismologiche (nel sottosuolo). Infatti per la prima volta sono state osservate, dalla distribuzione della sismicità, le caratteristiche della zona di faglia che rispecchiano le geometrie delle faglie identificate sul terreno. In un prossimo post vedremo come sono organizzate queste ultime e come sono state studiate in questi dieci anni.

Figura 2: la figura mostra la distribuzione dei numerosi aftershocks in pianta e in sei sezioni verticali perpendicolari al sistema di faglie, che come è noto si presenta allungato in direzione nordovest-sudest. Se ne apprezza così la geometria, la pendenza (verso sudovest) e l’estensione in profondità (fino a circa 10 km). Notiamo la faglia principale di Paganica-Monte Stabiata (PaF-MSF) e il corteo di altre strutture che si sono attivate durante la sequenza (da Valoroso et al., 2013)

I dati sismologici di dettaglio ci hanno permesso di effettuare una vera e propria radiografia delle faglie nel sottosuolo. La faglia principale, sulla quale si è originato il terremoto del 6 aprile, è chiaramente definita dalla distribuzione degli aftershocks in profondità: questi individuano un piano che si estende per una lunghezza di circa 20 km nella direzione appenninica (nordovest-sudest), inclinato di 50° gradi verso sudovest, e definito dagli aftershocks tra la superficie e 8-9 km di profondità (si veda la sezione verticale 10a in figura 2). La proiezione in superficie di questa faglia coincide con le rotture del terreno mappate in superficie nelle zone di Paganica e Monte Stabiata (faglie PaF e MSF in figura 2). Insieme alla faglia principale sono state osservate alcune altre faglie più piccole che sono state coinvolte nella sequenza. Il complesso corteo di faglie attivate ha permesso di osservare la complessità geologica del sottosuolo in zone di catena “giovani”; questa complessità si traduce anche nella difficoltà di individuare con precisione quali siano le faglie sismogenetiche che si potrebbero attivare in altre zone della catena appenninica.

I numerosi dati sismici di alta qualità hanno permesso inoltre di ricostruire le principali strutture tettoniche del sottosuolo tramite l’utilizzo di tecniche di tomografia sismica. In pratica, i raggi sismici che si propagano dall’ipocentro dei terremoti alle stazioni sismiche “illuminano” la struttura dell’interno della terra lungo il loro tragitto, analogamente a quanto avviene con una TAC per vedere all’interno del corpo umano. Incontrando zone a diversa composizione, e quindi a diversa velocità, le onde sismiche subiscono dei rallentamenti o delle accelerazioni che modificano il loro tempo di percorso nella crosta tra gli ipocentri e le stazioni di rilevamento. Con le tecniche tomografiche siamo quindi in grado di definire la struttura tridimensionale del sottosuolo in termini di velocità delle onde sismiche. L’interpretazione congiunta della sismicità e della struttura profonda ha permesso di capire come la sequenza sismica abbia in parte riattivato numerose strutture geologiche pre-esistenti che si erano generate durante la precedente fase di formazione della catena appenninica. La complessità che abbiamo osservato durante la sequenza del 2009, con l’attivazione di più segmenti di faglie adiacenti, potrebbe derivare da questa eterogeneità del sottosuolo. In generale, nei processi di generazione dei terremoti dell’Appennino, questi segmenti di faglia possono rompersi individualmente oppure in rapida sequenza, originando eventi più o meno forti, come osservato in altre sequenze sismiche (es. Emilia 2012 ed Amatrice-Norcia 2016).

Figura 3: la figura mostra alcune sezioni verticali del modello tomografico (velocità delle onde P) attraverso le due faglie principali posizionate nel settore dei Monti della Laga (faglia dei Monti della Laga, MLGF nelle sezioni 1, 2 e 3) e la faglia di Paganica (faglia PAGf nelle sezioni 4, 5 e 6). Dall’andamento delle velocità in profondità (forma delle anomalie e dei corpi con simile velocità) sono stati tracciati i principali elementi strutturali riconosciuti nel sottosuolo e relativi sia alla tettonica compressiva della catena (piani di thrust, Mot, Tt, GSt, Act) che le faglie estensionali coinvolte nell’attuale fase tettonica distensiva (PAGf, MLGf) (da Buttinelli et al., 2018)

[1] La magnitudo Richter o locale (ML) del terremoto del 6 aprile 2009 alle 3:32 è stata stimata in 5.9 (+/-0.2), mentre le stime della magnitudo momento Mw sono comprese tra 6.1 e 6.3

A cura di Luisa Valoroso e Claudio Chiarabba, INGV-ONT

Riferimenti bibliografici

Buttinelli, M., Pezzo, G., Valoroso, L., De Gori, P., & Chiarabba, C. (2018). Tectonics inversions, fault segmentation, and triggering mechanisms in the central Apennines normal fault system: Insights from high-resolution velocity models. Tectonics, 37, doi:10.1029/2018TC005053

Margheriti, L., et al. (2011). Rapid response seismic networks in Europe: lessons learnt from the L’Aquila earthquake emergency. Ann. Geophys., 54, 4, doi: 10.4401/ag-4953

Valoroso L., L. Chiaraluce, D. Piccinini, R. Di Stefano, D. Schaff, and F. Waldhauser (2013), Radiography of a normal fault system by 64,000 high-precision earthquake locations: The 2009 L’Aquila (central Italy) case study, J. Geophys. Res., 118, doi:10.1029/2012JB009927

Valoroso L., L. Chiaraluce, C. Collettini, (2014), Earthquakes and fault zone structure. Geology, 118, doi:10.1029/2012JB009927

Fonte: ingvterremoti.wordpress.com