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Il terremoto del 7 ottobre 2019, Mw 4.0 in provincia di Catanzaro: approfondimento geologico

Il terremoto del 7 ottobre 2019, Mw 4.0, si è verificato circa 10 km ad ovest della città di Catanzaro ad una profondità di 27 km, nel contesto della zona di subduzione dell’Arco Calabro (Figura 1).

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Figura 1: La stella rossa rappresenta l’epicentro del terremoto del 7 ottobre 2019, Mw 4.0, nel contesto della subduzione dell’Arco Calabro. Il piano di subduzione è rappresentato con isolinee di profondità (il valore di profondità è indicato in bianco), è tratto da DISS v. 3.2.1 (DISS Working Group, 2018; http://diss.rm.ingv.it/diss/, il Database delle sorgenti sismogenetiche italiane è descritto in questo articolo del blog) e visualizzato attraverso Google Earth.

La subduzione è un processo che si instaura lungo il margine tra due placche che convergono, per cui una delle due scorre sotto l’altra, sprofondando nel mantello sottostante. La subduzione dell’Arco Calabro è il risultato della convergenza tra la placca euroasiatica -a nord- e la placca africana – a sud. Le misure geodetiche confermano che questo movimento relativo avviene ad una velocità di alcuni millimetri ogni anno.

Il processo di subduzione (ossia di immersione nel mantello terrestre) di crosta oceanica ionica (africana) al di sotto della placca euroasiatica è iniziato circa 80 milioni di anni fa ed è attualmente ancora in corso nella porzione dell’Arco Calabro compresa tra la Stretta di Catanzaro e lo Stretto di Messina, causando l’arretramento verso sud-est dell’Arco Calabro. La crosta oceanica subdotta (slab) raggiunge una profondità di circa 600 km. I terremoti che avvengono all’interno dello slab permettono di delinearne approssimativamente la geometria, rappresentata attraverso linee di uguale profondità in Figura 1. Per un approfondimento sulla sismicità profonda dell’Arco Calabro è possibile leggere questo post e vedere il video:

Studi recenti hanno definito la geometria dell’interfaccia tra le due placche e le principali caratteristiche della placca in subduzione (vedi Neri et al., 2009; Maesano et al., 2017 e bibliografia relativa). 

L’insieme dei processi geodinamici in atto nella zona di subduzione controlla la sismotettonica dell’area, cioè l’insieme dei processi dovuti all’interazione tra la tettonica attiva e la sismicità.

In generale, nelle zone di subduzione si possono verificare diversi tipi di terremoti in funzione della posizione in cui avvengono rispetto alla subduzione stessa (Figura 2). Avremo quindi terremoti caratterizzati da cinematica inversa sia sull’interfaccia al contatto tra le due placche che sulle faglie che si propagano all’interno della placca superiore partendo dall’interfaccia in prossimità del margine (dette megasplays). All’interno della placca superiore avremo invece terremoti caratterizzati da cinematica normale ed eventualmente anche trascorrente.  Anche la placca subdotta è sottoposta a forze che generano terremoti (detti intra-slab) con cinematica variabile in funzione di profondità e posizione relativa.

Considerando l’intera storia sismica italiana a nostra disposizione, la Calabria è stata interessata da alcuni dei terremoti più forti, le cui faglie responsabili sono spesso poco evidenti nella geologia di superficie o addirittura cieche (che non intersecano la superficie topografica). Sebbene molte faglie siano state individuate come sorgenti sismogenetiche di forti terremoti, ad oggi è possibile che in questa regione alcune faglie attive e responsabili di forti terremoti storici possano non essere state ancora identificate (vedi Tiberti et al., 2017). 

Figura 2: In alto, rappresentazione schematica di una zona di subduzione (modificata da Doglioni et al., 1999). In basso, schema della subduzione in Calabria, con la posizione delle tipologie di sorgenti sismogenetiche note (A1 e A2 faglie normali, B faglie inverse).  La stella rossa rappresenta l’epicentro del terremoto del 7 ottobre 2019. Figura modificata da Tiberti et al., 2017.

Torniamo al terremoto del 7 ottobre. Il meccanismo focale calcolato indica che si tratta di un terremoto generato da una faglia con cinematica normale. Sappiamo che le faglie normali si collocano agevolmente nel contesto generale della sismicità presente nelle zone di subduzione. Considerando le incertezze relative alla posizione dell’interfaccia di subduzione, possiamo collocare la faglia responsabile del terremoto del 7 ottobre sia all’interno della placca superiore, sia all’interno dello slab subdotto (Figura 2).

a cura di Paola Vannoli e Mara Tiberti, INGV-Roma1.


Bibliografia

DISS Working Group (2018). Database of Individual Seismogenic Sources (DISS), Version 3.2.1: A compilation of potential sources for earthquakes larger than M 5.5 in Italy and surrounding areas. http://diss.rm.ingv.it/diss/, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia; doi:10.6092/INGV.IT-DISS3.2.1.

Doglioni C., P. Harabaglia, S. Merlini, F. Mongelli, A. Peccerillo, C. Piromallo (1999). Orogens and slabs vs. their direction of subduction. Earth-Sci. Rev., 45, 167-208.

Maesano F.E., M.M. Tiberti, R. Basili (2017). The Calabrian Arc: three-dimensional modelling of the subduction interface. Scientific reports, 7, 8887, doi:10.1038/s41598-017-09074-8.

Neri G., B. Orecchio, C. Totaro, G. Falcone, D. Presti (2009). Subduction Beneath Southern Italy Close the Ending: Results from Seismic Tomography. Seismological Research Letters, 80, 63-70, doi:10.1785/gssrl.80.1.63.

Tiberti M.M., P. Vannoli, U. Fracassi, P. Burrato, V. Kastelic, G. Valensise (2017). Understanding seismogenic processes in the Southern Calabrian Arc: a geodynamic perspective. Ital. J. Geosci., 136, 3, 365-388, doi:10.3301/IJG.2016.12.

Eventi sismici del 15 aprile 2016 (M 7.0) in Giappone e del 16 aprile (M 7.8) in Ecuador

La scorsa settimana due eventi sismici disastrosi hanno colpito due aree geograficamente distanti tra loro ma che dal punto di vista tettonico sono molto simili e appartengono alla cosiddetta “cintura di fuoco del Pacifico”.

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Mappa degli epicentri dei terremoti significativi degli ultimi 30 giorni, registrati nell’area conosciuta come “la cintura di fuoco del Pacifico”. In giallo i terremoti dell’ultima settimana (fonte http://earthquake.usgs.gov).

Il primo dei due eventi è stato un terremoto di magnitudo M 7.0 che è stato localizzato il 15 aprile alle ore 17:25 italiane (16:25 UTC) nell’isola di Kyushu, la più meridionale delle isole maggiori che compongono l’arcipelago del Giappone. L’epicentro calcolato ricade tra le città di Kumamoto e di Fukuoka, grandi città della parte occidentale dell’isola che comprende anche la città di Nagasaki. Questo terremoto ha seguito di un giorno lo sviluppo di una sequenza sismica che ha colpito la stessa zona e che ha incluso anche due eventi di magnitudo M 6.3 (12:26 UTC) e M 6.1 (15:03 UTC). La scossa principale ha causato qualche decina di vittime ed alcune centinaia di feriti, oltre che ingenti danni agli edifici ed alle infrastrutture. Leggi il resto di questa voce

Terremoto M7.5 in Hindu-Kush, Afghanistan, 26 ottobre 2015

Un terremoto di magnitudo 7.5 è avvenuto questa mattina alle ore 09:09 UTC (alle 10:09 ora italiana) nella regione montuosa dell’Hindu-Kush, in Afghanistan nord-orientale, vicino a Pakistan e Tajikistan.

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Localizzazione del terremoto avvenuto questa mattina in Hindu-Kush, Afghanistan.

Il terremoto è avvenuto in una zona a elevata sismicità, generata dalla collisione della placca indiana con quella euro-asiatica. La profondità ipocentrale dell’evento odierno è di circa 200 km, che è tipica per quel settore della catena Hymaliana. In precedenza, infatti, la zona era stata colpita da numerosi forti terremoti di profondità confrontabile, tra i 100 e i 250 km. In questa regione si trova infatti, secondo le ricostruzioni effettuate con la tecnica della tomografia sismica, un residuo dell’antico oceano che era presente prima che l’India raggiungesse la grande placca euro-asiatica.

Il lungo viaggio della placca indiana verso nord, iniziato decine di milioni di anni fa.

Il lungo viaggio della placca indiana verso nord, iniziato decine di milioni di anni fa.

Nella zona dell’Hindu-Kush, situata poco a nord-ovest del margine di placca rappresentato nella figura sopra, un terremoto analogo a quello odierno era avvenuto il 3 marzo del 2002, con magnitudo 7.4 a profondità di circa 225 km, e aveva causato oltre 150 vittime.

Pur localizzato lungo lo stesso margine di placca del terremoto del Nepal dell’aprile 2015, i due eventi sono molto diversi, sia per la profondità ipocentrale molto diversa (quello del Nepal era superficiale), che per la dinamica dei processi. Nel caso odierno si tratta di un fenomeno legato allo sprofondamento (subduzione) dell’antico oceano, con terremoti che avvengono fino a 300 km di profondità, mentre nel caso del Nepal si trattò di un terremoto per sovrascorrimento (thrust) superficiale, in pratica uno scivolamento della parte più pellicolare tra le due placche.

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Schema geologico tridimensionale della subduzione della placca indiana (a destra) sotto quella asiatica (a sinistra). Secondo questo schema i terremoti di profondità intermedia (tra i 70 e i 300 km) avvengono all’interno della litosfera indiana sprofondata, mentre la parte dell’oceano subdotto si sarebbe spezzata (slab break-off) e starebbe sprofondando lentamente nel mantello (da Searle et al., 2001).

A causa dell’elevata profondità ipocentrale (oltre che ovviamente della magnitudo), il terremoto è stato avvertito fino a oltre 2000 km dall’epicentro. In generale, i terremoti intermedi (profondità tra i 70 e i 300 km) e profondi (profondità>300 km) sono seguiti da un numero inferiore di repliche (aftershocks) rispetto a quelli superficiali. Quello del 2002 (profondità 225 km) ha avuto solo una dozzina di aftershocks di magnitudo M>4 nei due mesi successivi, tra i quali il maggiore è stato di magnitudo 4.9. Nelle prime 5 ore dal terremoto odierno sono stati registrati tre aftershocks di magnitudo maggiore di 4, il massimo di magnitudo 4.8.

Altre informazioni sono disponibili anche sul sito dell’USGS.


Bibliografia

Searle, M., B.R. Hacker, and R. Bilham, The Hindu Kush Seismic Zone as a Paradigm for the Creation of Ultrahigh-Pressure Diamond- and Coesite-Bearing Continental Rocks. The Journal of Geology, 2001, volume 109, p. 143–153

Terremoti profondi in Italia: stanno aumentando?

Nella regione italiana la maggior parte dei terremoti avviene tra 0 e 20 km di profondità, nella crosta superiore. Tuttavia, a causa dei complessi fenomeni geologici che hanno portato alla sua attuale configurazione, la nostra penisola è interessata in alcune aree da terremoti intermedi e profondi (fino a 600 km).

Terremoti profondi (>80 km) localizzati dalla RSN dell'Ingv nel 2014. Sono stati in tutto 324 di cui 33 con magnitudo superiore o pari a 3.

Terremoti profondi (>80 km) localizzati dalla RSN dell’Ingv nel 2014. Sono stati in tutto 324 di cui 33 con magnitudo superiore o pari a 3

Questa sismicità, tipica delle zone di contatto tra placche oceaniche e continentali come quelle del margine dell’oceano Pacifico e dell’oceano Indiano, si manifesta nel nostro paese laddove la litosfera del Mar Ionio si approfondisce sotto l’arco calabro e il Tirreno meridionale. Il Mar Ionio, infatti, rappresenta il relitto di un antico grande oceano che occupava la regione del Mediterraneo e che è stato “subdotto” e in parte riassorbito nel mantello terrestre per decine di milioni di anni prima sotto le Alpi e poi sotto gli Appennini. Una descrizione di questa sismicità e delle sue cause si trova in questo video.

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Terremoto M 7.6 Costa Rica (05 settembre ore 14.42 UTC)

Un forte terremoto di magnitudo 7.6 è avvenuto alle ore 14.42 UTC (16.42 italiane) nella parte nord-ovest del Costa Rica a circa 140 km dalla capitale San Jose. Leggi il resto di questa voce

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