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Terremoto in Slovenia del 22 aprile 2014: approfondimento sismotettonico

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La zona dove è avvenuto il terremoto di ieri, 22 Aprile 2014, di magnitudo ML 4.7 (Mw 4.3) è stata oggetto di studio di alcuni ricercatori dell’INGV, come si evince anche dagli articoli pubblicati  su questo blog nei giorni scorsi (26 marzo, 9 aprile). Vanja Kastelic e Michele Carafa (INGV L’Aquila) hanno pubblicato recentemente un articolo su quella zona sul Bollettino di Geofisica Teorica e Applicata, dal titolo “Earthquake rates inferred from active faults and geodynamics: the case of the External Dinarides” (Tassi di terremoti ricavati da faglie attive e dalla geodinamica: il caso delle Dinaridi esterne).

Il terremoto del 22 Aprile 2014 (ML 4.7, Mw 4.3) è avvenuto nel territorio della Slovenia sud-occidentale, appartenente all’unità strutturale delle Dinaridi Esterne. Quest’area è caratterizzata da faglie attive con andamento NW-SE e con cinematica trascorrente destra (ossia con movimento orizzontale in cui ciascun lato della faglia si muove verso destra rispetto al blocco antistante). Le faglie più importanti – ben visibili anche in superficie – sono quelle di Idrija, Rasa, Ravne; tutte queste hanno una lunga storia geologica, ma un’attività recente caratterizzata da bassi tassi di movimento (Kastelic and Carafa, 2012). Nonostante questo, a tali faglie sono associabili terremoti storici e recenti forti o moderati (Ribarič, 1982; Bajc et al., 2001; Fitzko et al., 2005; Kastelic et al., 2008; DISS WG 2010; Stucchi et al., 2012). Vedi a questo proposito gli articoli pubblicati sul blog il 26 marzo, il 9 aprile e il 22 aprile).

Figura1: L'area estesa attorno alla faglia di Pivka. Le linee in arancione rapresentano il bordo superiore delle faglie sismogenetiche (European Database of Seismogenic Faults (EDSF); Basili et al., 2013); le stelle e triangoli rappresentono le varie soluzioni per l'epicentro del terremoto del 22 Aprile 2014 (stella blu – ARSO [http://www.arso.gov.si/en/]; stella verde - INGV; stella nera – EMSC [http://www.emsc-csem.org/]) e la sequenza delle scosse successive (triangoli blu, ARSO); le linee in rosso rappresentano l'orientazione del vettore dello stress misurato (Heidbach et al., 2008), le linee in nero lungo i bordi delle faglie sismogenetiche rappresentano l'orientazione del massimo stress orizzontale (Carafa and Barba, 2013; Carafa et al., 2014). Il quadrato in basso a destra mostra in dettaglio la situazione nell’area epicentrale.
Figura 1: L’area estesa attorno alla faglia di Pivka. Le linee in arancione rappresentano il bordo superiore delle faglie sismogenetiche (European Database of Seismogenic Faults (EDSF); Basili et al., 2013); le stelle rappresentano le varie soluzioni per l’epicentro del terremoto del 22 Aprile 2014 (stella blu: ARSO; stella verde: INGV; stella nera: EMSC) e la sequenza delle scosse successive (triangoli blu, ARSO); le linee in rosso rappresentano l’orientazione del vettore dello stress misurato (Heidbach et al., 2008), le linee in nero lungo i bordi delle faglie sismogenetiche rappresentano l’orientazione del massimo stress orizzontale (Carafa and Barba, 2013; Carafa et al., 2014). Il quadrato in basso a destra mostra in dettaglio la situazione nell’area epicentrale.
La sorgente del terremoto di ieri è la faglia di Pivka (Figura 1), caratterizzata da un minor numero di evidenze superficiali e morfologiche rispetto a quelle prima elencate, ma comunque è riconosciuta come una faglia sismogenetica capace di produrre terremoti con magnitudo uguale o superiore a 5.5 (Basili et al., 2013). Le caratteristiche geometriche e cinematiche della faglia determinate da studi precedenti (per es., Kastelic e Carafa, 2012) sono in ottimo accordo con i meccanismi focali calcolati per il terremoto di ieri. Nel 2008 l’area a nordovest di Pivka è stata interessata da una sequenza sismica con eventi di magnitudo ML ≤3.0 e meccanismi focali simili alle soluzioni del terremoto di ieri (Ložar Stopar et al., 2009).

Figura 2: Numero dei terremoti attesi di magnitudo maggiore di 5.66 (EQ) al secondo per metro quadro per l'area della faglia di Pivka (Carafa and Kastelic, 2014). Il massimo della scala (1.59E-20) corrisponde a 0.5 terremoti di magnitudo maggiore di 5.66 per 1000 km2 in 1000 anni. Il numero di terremoti attesi nel lungo termine è calcolato a partire da un modello geodinamico agli elementi finiti (Kastelic and Carafa, 2012) e da un modello di faglie attive (Basili et al., 2013). Questa immagine mostra che il numero dei terremoti attesi è più elevato per l’area attorno alla faglia di Pivka (e per le altre aree in prossimità di faglie attive) rispetto alle aree più a sud che non sono interessate dalla presenza di faglie sismogenetiche. I due meccanismi focali corrispondono alle due soluzioni per il terremoto del 22 Aprile 2014 (soluzione QRCMT disponibile al sito http://autorcmt.bo.ingv.it/QRCMT-on-line/E1404220858A.html e soluzione USGS/SLU Moment Tensor Solution disponibile al sito http://www.eas.slu.edu/eqc/eqc_mt/MECH.EU/20140422085827/index.html). Entrambe le soluzioni prevedono un movimento trascorrente destro lungo la faglia orientata NO-SE. La linea nera a nord rappresenta il limite dell’area di studio del lavoro di Carafa e Kastelic (2014).
Figura 2: Numero dei terremoti attesi di magnitudo maggiore di 5.66 (EQ) al secondo per metro quadro per l’area della faglia di Pivka (Carafa and Kastelic, 2014). Il massimo della scala (1.59E-20) corrisponde a 0.5 terremoti di magnitudo maggiore di 5.66 per 1000 km2 in 1000 anni. Il numero di terremoti attesi nel lungo termine è calcolato a partire da un modello geodinamico agli elementi finiti (Kastelic and Carafa, 2012) e da un modello di faglie attive (Basili et al., 2013). Questa immagine mostra che il numero dei terremoti attesi è più elevato per l’area attorno alla faglia di Pivka (e per le altre aree in prossimità di faglie attive) rispetto alle aree più a sud che non sono interessate dalla presenza di faglie sismogenetiche. I due meccanismi focali corrispondono alle due soluzioni per il terremoto del 22 Aprile 2014 (soluzione QRCMT disponibile al sito http://autorcmt.bo.ingv.it/QRCMT-on-line/E1404220858A.html e soluzione USGS/SLU Moment Tensor Solution disponibile al sito http://www.eas.slu.edu/eqc/eqc_mt/MECH.EU/20140422085827/index.html). Entrambe le soluzioni prevedono un movimento trascorrente destro lungo la faglia orientata NO-SE. La linea nera a nord rappresenta il limite dell’area di studio del lavoro di Carafa e Kastelic (2014).

Recenti studi sulle orientazioni delle forze tettoniche di lungo termine hanno confermato l’alto grado di correlazione tra queste stesse e le caratteristiche geometriche della faglia di Pivka, implicitamente riconoscendone la sua predisposizione ad essere attiva nelle condizioni geologiche attuali. Il conseguente calcolo del numero di terremoti attesi per 1000 anni in questa zona, basato sull’insieme dei dati attualmente a disposizione, (Figura 2; Carafa and Kastelic, 2014) dimostra come l’attività della faglia di Pivka sia tutt’altro che inaspettata per la comunità scientifica sia slovena che italiana.

A cura di Vanja Kastelic e Michele Carafa (INGV, L’Aquila).

Bibliografia

Bajc, J., Aoudia, A., Sarao, A., Suhadolc, P., 2001. The Bovec–Krn mountain (Slovenia) earthquake sequence. Geophysical Research Letters 28 (9), 1839–1842.

Basili R., Kastelic V., Demircioglu M. B., Garcia Moreno D., Nemser E. S., Petricca P., Sboras S. P., Besana-Ostman G. M., Cabral J., Camelbeeck T., Caputo R., Danciu L., Domac H., Fonseca J., García-Mayordomo J., Giardini D., Glavatovic B., Gulen L., Ince Y., Pavlides S., Sesetyan K., Tarabusi G., Tiberti M. M., Utkucu M., Valensise G., Vanneste K., Vilanova S., Wössner J. (2013). The European Database of Seismogenic Faults (EDSF) compiled in the framework of the Project SHARE. http://diss.rm.ingv.it/share-edsf/, doi: 10.6092/INGV.IT-SHARE-EDSF.

Carafa, M., and S. Barba (2013), The stress field in Europe: optimal orientations with confidence limits, Geophys. J. Int., 193(2), 531–548, doi:10.1093/gji/ggt024.

Carafa, M. and Kastelic, V., (2014), Insight into Earthquake Rates Inferred from Active Faults and Geodynamics: The Case of the External Dinarides, Bollettino di Geofisica Teorica e Applicata, Vol. 55, n. 1, pp. 69-83, DOI 10.4430/bgta0112.

Carafa, M., Tarabusi G. and Kastelic V., (2014), SHINE:Web Application for Determining the Horizontal Stress Orientation, submitted to Computers and Geosciences.

DISS Working Group 2010 (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. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia,http://diss.rm.ingv.it/diss/, doi:10.6092/INGV.IT-DISS3.1.1.

Fitzko F., Suhadolc P., Aoudia A., Panza G.F. (2005). Constraints on the location and mechanism of the 1511 Western-Slovenia earthquake from active tectonics and modeling of macroseismic data. Tectonophysics, 404, 77-90, doi:10.1016/j.tecto.2005.05.003.

Heidbach, O., M. Tingay, A. Barth, J. Reinecker, D. Kurfeß, and B. Müller (2008), The World Stress Map database release 2008, , doi:10.1594/GFZ.WSM.Rel2008.

Kastelic, V., M. Vrabec, D. Cunningham, and A. Gosar (2008), Neo-Alpine structural evolution and present-day tectonic activity of the eastern Southern Alps: The case of the Ravne Fault, NW Slovenia, J. Struct. Geol., 30(8), 963–975, doi:10.1016/j.jsg.2008.03.009.

Kastelic V. and Carafa M. M. C., 2012: Fault slip rates for the active External Dinarides thrust-and-fold belt,Tectonics, doi:10.1029/2011TC003022.

Ložar Stopar,M., Živčić, M. and Zupančič, P., (2009): Earthquakes in the Pivka region in September and October 2008, Earthquakes in 2008, 66-73 pp.

Ribarič, V., 1982. Seizmičnost Slovenije. Katalog potresov (792 n. e.–1981 n. e.). Seizmološki zavod SR Slovenije, 171 str., Ljubljana.

Stucchi, M., A. Rovida, A. A. Gomez Capera, P. Alexandre, T. Camelbeeck, M. B. Demircioglu, P. Gasperini, V. Kouskouna, R. M. W. Musson, M. Radulian, K. Sesetyan, S. Vilanova, D. Baumont, H. Bungum, D. Fäh, W. Lenhardt, K. Makropoulos, J. M. Martinez Solares, O. Scotti, M. Živčić, P. Albini, J. Batllo, C. Papaioannou, R. Tatevossian, M. Locati, C. Meletti, D. Viganò and D. Giardini, 2012: The SHARE European Earthquake Catalogue (SHEEC) 1000–1899, J. Seismol., DOI 10.1007/s10950-012-9335-2.

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