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

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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)

Tale scontro tra placche tettoniche ha prodotto, negli ultimi 1000 anni, una serie di terremoti distruttivi (M>6) lungo il fronte meridionale delle Alpi Orientali (Figura 1). Tra questi, i più forti registrati strumentalmente sono quelli della sequenza sismica del 1976 in Friuli (M 6.4). Dalla distribuzione dei principali terremoti distruttivi che hanno colpito questa zona d’Italia (Figura 1) appare evidente come non tutto il fronte meridionale delle Alpi Orientali abbia subito terremoti nell’ultimo millennio, ma soltanto alcune faglie (di tipo inverso o thrusts) abbiamo generato forti terremoti. Se ne deduce quindi che alcuni segmenti di faglia del fronte meridionale delle Alpi Orientali possano attualmente rappresentare zone di gap sismico, cioè zone in cui la deformazione accumulata dalla convergenza delle due placche non è stata ancora rilasciata in modo sismico. Per questo motivo, l’Italia nord-orientale è una delle regioni italiane con il più alto rischio sismico, ed è quindi indispensabile una conoscenza più approfondita del potenziale sismico delle faglie presenti in tale area.

In questo contesto, le moderne misure satellitari del movimento del suolo (in particolare misure GPS), possono fornire delle indicazioni utili sulla stima dell’accumulo di deformazione attiva attraverso le faglie del fronte meridionale delle Alpi Orientali, informazioni in grado poi di determinare quali parti del fronte attivo siano attualmente “bloccate” e in grado di generare terremoti potenzialmente distruttivi.

Figura 2: Distribuzione stimata dell'accoppiamento sismico (interseismic coupling) e sismicità di fondo lungo il piano di faglia modellato per il fronte meridionale delle Alpi Orientali (a). Le box racchiudono la sismicità proiettata lungo tre direzioni (b, c,d) perpendicolari alla direzione dalla faglia. Le sezioni mostrano gli epicentri della sismicità (pallini gialli e rossi) e la distribuzione in profondità dell'accoppiamento intersismico lungo il piano di faglia. Gli istogrammi rappresentano invece il tasso di sismicità normalizzato lungo le diverse sezioni. (modificata da Cheloni et al., 2014 JGR – Solid Earth).
Figura 2: Distribuzione stimata dell’accoppiamento sismico (interseismic coupling) e sismicità di fondo lungo il piano di faglia modellato per il fronte meridionale delle Alpi Orientali (a). Le box in basso racchiudono la sismicità proiettata lungo tre direzioni (b, c, d) perpendicolari alla direzione dalla faglia. Le sezioni mostrano gli epicentri della sismicità (pallini gialli e rossi) e la distribuzione in profondità dell’accoppiamento intersismico lungo il piano di faglia, secondo la scala cromatica da celeste (basso accoppiamento = basso accumulo di deformazione elastica) a viola (elevato accoppiamento = forte accumulo di deformazione elastica). Gli istogrammi rappresentano invece il tasso di sismicità normalizzato lungo le diverse sezioni. (fig. modificata da Cheloni et al., 2014)

I risultati di questo studio mostrano che mediamente tutto il fronte meridionale delle Alpi Orientali risulta bloccato dalla superficie fino ad una profondità media di circa 10 km (Figura 2). Il confronto tra la distribuzione stimata di accoppiamento intersismico sulla faglia e la sismicità di fondo dell’area suggerisce come quest’ultima sia presumibilmente correlata con la terminazione in profondità (circa 10 km) della parte bloccata della faglia (Figura 2). Tra le aree che risultano maggiormente “bloccate” (che mostrano valori di circa il 100% di accoppiamento intersismico) vi sono la regione del Friuli, sede della sequenza sismica del 1976, l’area del terremoto del Bosco del Cansiglio del 1936 e l’area del Montello (la quale invece non presenta forti terremoti negli ultimi 1000 anni).

Per valutare il potenziale sismogenetico di queste faglie attive, si è quindi fatto un confronto tra la quantità media di deformazione accumulata lungo il fronte e quella rilasciata dai forti terremoti negli ultimi 1000 anni. Da tale confronto si deduce come la sismicità storica rappresenti solamente un piccola frazione del tasso di deformazione accumulato: siamo in presenza quindi di un deficit significativo di rilascio di deformazione sismica in quest’area.

Per bilanciare tale deficit osservato, sono due le ipotesi proposte (o una loro combinazione): 1) la gran parte della deformazione osservata viene rilasciata in modo asismico (quindi senza terremoti); 2) la maggior parte della deformazione osservata può venire rilasciata con l’occorrenza di rari terremoti di magnitudo molto elevata (M>7, quindi di magnitudo superiore a quella comunemente attribuita a quest’area sulla base degli eventi sismici del passato, Mmax 6.7) con tempi di ricorrenza molto lunghi (> 1000 anni), ma non osservati nel catalogo dei terremoti storici. Ulteriori studi sono in corso per chiarire questo aspetto.

I vincitori per le altre due tematiche sono Chiara Bedon (Università di Trieste) per la “Caratterizzazione sismica del territorio” e Jacopo Boaga (Università di Padova) per la “Geofisica applicata”.

Per avere l’articolo integrale potete mandare un’email a: daniele.cheloni@ingv.it Cheloni, D., N. D’Agostino, and G. Selvaggi (2014), Interseismic coupling, seismic potential and earthquake recurrence on the southern front of the Eastern Alps (NE Italy), J. Geophys.Res. Solid Earth, 119, 4448–4468, doi:10.1002/2014JB010954