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Analisi dello scuotimento prodotto dal terremoto (Mw 5.5) del 9 novembre 2022 al largo della costa adriatica tra Ancona e Pesaro

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La mattina del 9 novembre 2022 alle 07:07:24 ora italiana (UTC +01:00) si è verificato un evento sismico di magnitudo momento Mw 5.5 nel tratto della costa Marchigiana compresa tra Ancona e Pesaro. L’evento è stato seguito a distanza di circa un minuto da un secondo terremoto di magnitudo Mw 5.2 alle 7:08:28 ora italiana (UTC +01:00), ben visibile nelle registrazioni sismiche (Figura 1). La quasi concomitanza dei due eventi è stata percepita dalla popolazione come un unico evento di lunga durata.

Fig. 1. Registrazione accelerometrica dell’evento del 9 novembre 2022 alla stazione IV.FANO della Rete Sismica Nazionale; si evidenziano i due eventi a distanza di circa 1 minuto l’uno dall’altro.

La soluzione del tensore momento sismico indica un meccanismo focale di tipo compressivo, con piano di faglia orientato in direzione appenninica e immergente a SW, con un’inclinazione di circa 35 gradi.

L’evento è stato registrato da numerose stazioni sismiche appartenenti alla Rete Sismica Nazionale (RSN), gestita dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), e alla Rete Accelerometrica Nazionale (RAN), gestita dal Dipartimento della Protezione Civile, per un totale di 254 registrazioni, disponibili al sito della banca dati accelerometrica ESM.

Le forme d’onda in accelerazione sono state riviste manualmente da operatori esperti del gruppo di lavoro ITACA/ESM dell’INGV utilizzando delle procedure standard per la correzione dei segnali (es. Paolucci et al., 2011) e sono stati calcolati i parametri dello scuotimento sismico nel dominio del tempo (es. picchi di accelerazione, velocità e spostamento del suolo; durata significativa) e nel dominio della frequenza (ordinate dello spettro di Fourier e ordinate dello spettro di risposta in accelerazione elastica con uno smorzamento pari al 5%) e pubblicati nelle pagine “waveform” della banca dati ESM.

Le mappe delle distribuzioni spaziali di alcuni parametri, per le componenti orizzontali del moto, sono riportate nelle Figure 2 e 3.

Fig. 2 Distribuzione spaziale dei picchi di accelerazione (PGA-H) e velocità (PGV-H) (componente orizzontale) osservati durante l’evento sismico del 9 novembre 2022 (Mw 5.5); la stella gialla indica l’epicentro e il rettangolo arancione la proiezione in superficie del piano di faglia (Atzori 2022, comunicazione personale). I triangoli rappresentano le stazioni sismiche che hanno registrato l’evento.
Fig. 3. Distribuzione spaziale delle ordinate dello spettro di risposta in accelerazione (orizzontale) per i periodi T pari a 1s e 5s osservate durante l’evento sismico del 9 novembre 2022 (Mw 5.5); la stella gialla indica l’epicentro e il rettangolo arancione la proiezione in superficie del piano di faglia (Atzori 2022, comunicazione personale). I triangoli rappresentano le stazioni sismiche che hanno registrato l’evento.

I valori più elevati dei picchi di accelerazione orizzontale sono stati osservati in corrispondenza delle stazioni IV.PCRO e IT.ANB (dove IV è il codice della rete RSN e IT il codice della rete RAN), nel comune di Ancona, e sono pari a 197.8 e 166.4 cm/s2, rispettivamente. Valori paragonabili sono stati registrati anche alle stazioni IV.SENI e IT.SNG, nel comune di Senigallia, e sono pari a 139.2 e 130.3 cm/s2, rispettivamente; tali stazioni hanno interdistanza di alcuni chilometri, per cui si ritiene che i valori osservati siano affidabili (Figura 4).

Fig. 4. Tracce di accelerazione registrate alle stazioni IV.SENI (componente Est), IT.SNG (componente Est), IV.PCRO (componente Est) e IT.ANB (componente Nord). In tabella sono riportati la distanza epicentrale e il valore massimo osservato tra le 2 componenti orizzontali del moto.

I valori dei picchi osservati sono stati confrontati con le previsioni di un modello medio valido per il territorio italiano (Lanzano et al, 2019). Nelle figure 5a, 5b e 5c viene mostrato l’andamento del picco di accelerazione orizzontale (PGA-H) osservato e la previsione media per diverse categorie di sottosuolo, che corrispondono alle classi di sito delle norme tecniche per le costruzioni italiane ed europee (NTC08, EC8). Le categorie di sottosuolo si basano sulla velocità media delle onde di taglio (onde S) nei primi 30 metri di profondità (VS,30). In particolare, la classe A corrisponde alla roccia (VS,30 > 800 m/s), mentre la categoria D corrisponde a depositi profondi (spessore > 30 metri) poco consolidati (VS,30 < 360 m/s); le classi B-C hanno valori intermedi di VS,30.

Fig. 5. Picco di accelerazione orizzontale in funzione della distanza per diverse tipologie di sito: a) siti in roccia (classe A); b) siti su suolo rigido (classi B e E); c) siti su suolo soffice (classi C e D); la linea nera continua indica la predizione mediana, le linee tratteggiate indicano la predizione mediana più o meno una deviazione standard; i simboli circolari indicano le osservazioni.

Per l’evento in esame, le stazioni più vicine risultano distanti almeno 30 km dalla faglia, per cui si possono fare considerazioni solo per il campo lontano (condizione in cui la distanza sorgente-osservatore è superiore alla dimensione della faglia, che nel nostro caso è di circa 6 km). I picchi di accelerazione osservati hanno valori superiori alla media (linea nera continua) e si posizionano tra la media e una deviazione standard. In alcuni casi, per le classi B-E e C-D, i valori osservati superano la media più una deviazione standard. Le stesse osservazioni si possono ripetere per il picco di velocità orizzontale (Figura 6).

Fig. 6. Picco di velocità orizzontale in funzione della distanza per diverse tipologie di sito: a) siti in roccia (classe A); b) siti su suolo rigido (classi B e E); c) siti su suolo soffice (classi C e D); la linea nera continua indica la predizione mediana, le linee tratteggiate indicano la predizione mediana più o meno una deviazione standard; i simboli circolari indicano le osservazioni.

L’anomalia più evidente è rappresentata dalle ampiezze delle ordinate dello spettro di risposta in accelerazione elastica (SA) osservati per i lunghi periodi (T = 5s), che sono superiori alla media più una deviazione standard in almeno nella metà dei casi (Figura 7).

Fig. 7. Ordinata dello spettro di risposta in accelerazione orizzontale, calcolato per un periodo T = 5s, in funzione della distanza per diverse tipologie di sito: a) siti in roccia (classe A); b) siti su terreno rigido (classi B e E); c) siti su terreno soffice (classi C e D); la linea nera continua indica la predizione mediana, le linee tratteggiate indicano la predizione mediana più o meno una deviazione standard; i simboli circolari indicano le osservazioni.

L’elevato contenuto di energia ai lunghi periodi è ben visibile nelle forme d’onda di spostamento, in cui si osserva che il picco di spostamento si trova in corrispondenza delle onde di superficie (Figura 8). Questo effetto potrebbe essere dovuto alla formazione di onde di superficie in corrispondenza dei depositi argillosi e argilloso marnosi Plio-Pleistocenici (es. Argille Azzurre) che affiorano lungo la fascia costiera. La formazione di onde di superficie in bacini sedimentari profondi è già stata osservata nelle registrazioni della sequenza dell’Emilia del 2012 (Luzi et al. 2013; Lanzano et al. 2016).

Fig. 8. Forme d’onda in accelerazione (a-c-e-h) e corrispondenti forme d’onda di spostamento (b-d-f-i); dall’alto verso il basso Senigallia (IT.SNG), Corinaldo (IV.COR1), Cartoceto (IV.CRTC) e Jesi (IT.JESI). La posizione delle stazioni è riportata nel riquadro in alto della Figura 4.

Lo scenario di scuotimento dell’evento è stato riprodotto con la metodologia empirica NESK (Non-Ergodic ShaKing) sviluppata dal gruppo ESM/ITACA per stimare il moto sismico al sito (considerando l’effetto di amplificazione al suolo dovuto ai sedimenti superficiali), partendo da una base di osservazioni dei terremoti del passato, registrati nella regione del Centro Italia (Sgobba et al., 2021; Sgobba e Pacor, 2023).

Lo scenario NESK fornisce una predizione dello scuotimento che tiene conto delle caratteristiche del moto sismico prodotto da eventi passati e delle proprietà geofisiche e geologiche dell’area, senza l’ausilio di dati sismici registrati durante l’evento di scenario. Oltre all’effetto di sito, tali effetti sono associabili alla sorgente sismica (es. caduta di sforzo medio nell’area) e alla propagazione del campo di onde nella crosta (es. attenuazione).

Fig. 9. Campi di scuotimento prodotti per l’evento del 9 Novembre 2022 (Mw 5.5) con il metodo NESK per PGA (a) ed SA a T=1s (b). I valori delle accelerazioni spettrali sono espressi in cm/s2.

In Figura 9a e 9b viene mostrato lo scenario NESK mediano dell’evento in esame, per la PGA e per l’ordinata spettrale SA al periodo di vibrazione T = 1s. Le mappe evidenziano una distribuzione spaziale del moto del suolo caratterizzata da un andamento isotropo nella porzione nord-orientale e orientale, in corrispondenza del mar Adriatico, dove i modelli di riferimento non sono vincolati da stazioni di registrazione. Inoltre, si evidenziano amplificazioni locali lungo la costa adriatica. Lo scenario NESK è del tutto analogo a quello fornito dalle ShakeMap per l’evento in esame che, a differenza di NESK, fornisce una fotografia dello scuotimento prendendo in considerazione sia i dati registrati che quelli predetti da un modello a scala nazionale (Lanzano et al., 2019).

a cura di Lucia Luzi, Sara Sgobba, Giovanni Lanzano, Francesca Pacor, Chiara Felicetta, Claudia Mascandola, Maria D’Amico e ITACA/ESM Working Group, INGV Milano.

Bibliografia

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