RELAZIONE TRA FORESHOCK E MAINSHOCK (SEQUENZA SISMICA UMBRO-MARCHIGGIANA)

L’analisi dell'organizzazione spaziale e temporale della sismicità di un’area dimostra che, i diversi processi di preparazione che conducono a medi e grandi terremoti seguono schemi di sviluppo legati anche al grado di fratturazione delle rocce e al tipo di strutture sismogenetiche presenti nell’area.

In particolare, l'organizzazione spazio-temporale dei foreshocks può essere utilizzata per la previsione di un grande evento, quando sono conosciute le caratteristiche che discriminano i foreshocks da altri eventi.

In generale, i foreshocks si verificano in diverse scale spazio-temporali che vanno da alcune ore fino ad anni prima del mainshock, mentre il loro numero aumenta all’avvicinarsi del momento in cui avviene il mainshock.

I foreshocks di imminente periodo, a differenza di quelli di breve e medio periodo, spesso accadono esattamente nella stessa area in cui si registra il mainshock.

In base al tempo o al numero di scosse registrate  tra i foreshocks o l’ultimo foreshock ed il mainshock, nella sequenza sismica  è  possibile stabilire una gerarchizzazione dei foreshocks composta da tre ordini.

I foreshocks di primo ordine sono quelli che caratterizzano finestre temporali di medio periodo, quelli di secondo ordine le finestre di breve periodo, mentre i foreshoks di terzo ordine si collocano ad un estremo di un ciclo di imminente periodo.

Tutti gli eventi foreshocks sono seguiti da una fase di assestamento la cui durata varia in funzione del numero d’ordine del foreshock, mentre la magnitudo del mainshock tende a crescere con l’aumentare dell’ordine e della magnitudo dell’ultimo foreshock.

L’analisi spaziale degli eventi registrati in una finestra temporale di imminente periodo, evidenzia che quando i foreshocks si verificano in un cluster, la probabilità di accadimento all’interno del cluster di un forte terremoto è alta.

Nella figura 1 è riportato l’andamento dei valori di magnitudo degli eventi registrati dalla rete sismologica nazionale italiana dell’INGV dal primo gennaio del 1985 al 26 settembre del 1997 (sequenza sismica Umbro-Marchiggiana).

La fase di rilascio di energia, iniziata nel mese di agosto del 1997 (punto di innesco), mostra un primo foreshock di magnitudo 4.4 ML registrato il 3 settembre del 1997, seguito da un evento di magnitudo 5.6 ML registrato alle ore 00:33 del 19 settembre 1997 alla profondità di 7.9 ML.

Seguono una veloce fase di assestamento caratterizzata da valori di magnitudo ≤ di 3.6 ML e un secondo sisma di magnitudo 5.8 ML registrato alle ore 9:40 del 19 settembre 1997 poco a SE dal precedente.

L’analisi della struttura della fase di assestamento evidenzia come la magnitudo del secondo sisma è superiore al valore di 4.5 ML atteso per il primo aftershock più energetico nella fase di assestamento associata al sisma di 5.6 ML e lo classifica come mainshock (sisma di chiusura della fase di rilascio di energia).

 Fig. 1. Andamento temporale dei valori di magnitudo.

La figura 2 mostra l'organizzazione temporale e spaziale degli eventi che hanno caratterizzato la fase di rilascio di energia. La posizione degli epicentri dei foreshocks e del mainshock evidenziano una fratturazione progressiva e di breve periodo da NO verso SE.

Si nota un primo cluster sul settore NO del grafico nel quale ricade il punto d’innesco (PI) della fase di rilascio di energia. Un secondo cluster di forma circolare è presente nel settore centrale del grafico e nel suo interno mostra il foreshock di magnitudo 4.4 ML del 3 settembre del 1997.

Infine, poco a SE, si evidenzia un terzo cluster di forma semicircolare cui ricade il secondo foreshock di magnitudo 5.6 ML ed il mainshock di magnitudo 5.8 ML.

Nella figura 4 è mostrata la correlazione tra la magnitudo del foreshock e quella del mainshock, ottenuta da uno studio retrospettivo dei terremoti più forti registrati nell’area Umbria-Marche dal 1985 al 1997.Le formule ottenute consentono una prima stima della magnitudo del mainshock (M_M) atteso conoscendo quella del foreshock (M_F) quando individuato correttamente.

Fig. 2. Organizzazione temporale e spaziale degli eventi. Il cerchio rosso indica la posizione del punto d’innesco, la stella gialla l’epicentro del foreshock di secondo ordine (F1), la stella rossa quella del foreshock di terzo ordine (F2), mentre la stella verde indica l’epicentro del mainshock. La freccia rossa indica la direzione di sviluppo della fase di rilascio di energia.

Fig. 3. 3D della fase di rilascio di energia. La freccia rossa indica la direzione di sviluppo della fase.

Fig. 4.  Linee di regressione per una stima preliminare della magnitudo del mainshock.

Le analisi sono state eseguite con il software sperimentale ”Previsio” non ancora pubblicato e validato dal mondo scientifico.

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