Giulio
Riga e Paolo Balocchi
Il modello utilizzato
per analizzare la sequenza sismica dell’Europa, basato sulla gerarchizzazione
della serie temporale dei terremoti, dimostra che le sequenze sismiche si
sviluppano secondo stadi evolutivi
simili e che il valore di magnitudo del mainshock associato ad una struttura ramificata, dipende dal primo stadio
evolutivo (ramo sismico di ordine
maggiore).
La
struttura ramificata è uno schema che consente di valutare graficamente
l’entità del processo di preparazione del terremoto e quindi, contribuisce a
delineare l’evoluzione passata e futura della sismicità di un’area. La loro
individuazione avviene attraverso la considerazione che i valori di magnitudo
dopo una scossa energetica, diminuiscono gradualmente sino al punto d’innesco
(Trigger point) seguendo un processo di gerarchizzazione.
Di norma ad ogni struttura ramificata sono
collegati uno o più terremoti medio-forti riguardanti una determinata area.
In alcuni casi, dopo la formazione del punto
d’innesco (Trigger point) della struttura ramificata, si possono
registrare dei foreshocks di vario ordine che svolgono un ruolo
importante nella preparazione del terremoto.
In questo caso la fase di rilascio di energia è
caratterizzata da uno o più foreshocks e da uno o più mainshocks.
Il modello “Strutture ramificate” rappresenta un approccio di analisi di
previsione dei terremoti totalmente diverso da quelli conosciuti, avendo il
pregio di considerare la struttura della sequenza sismica non solo come
un’oscillazione dei valori di magnitudo, quanto come una successione di stadi
evolutivi che possono iniziare parecchio tempo prima.
La figura 1 mostra come tutti i terremoti forti registrati nell’area analizzata (figura 2) sono stati preceduti da strutture ramificate (branching
structures) di diversa durata temporale, il cui schema di sviluppo è
in parte ampiamente prevedibile in quanto segue un andamento ben organizzato e
riconoscibile.
In particolare, si nota come alcune
strutture ramificate si
riproducano ciclicamente, rendendo possibile, se individuate in tempo, la
formulazione di ipotesi sull’evoluzione futura della sequenza sismica.
Complessivamente,
sulla base della posizione temporale dei punti sorgente (Source-point) è
possibile osservare una lunga fase di rilascio di
energia (Release of energy stage)
di tipo “Progressive Earthquakes” composta da cinque eventi sismici di
magnitudo crescente (classificabili come foreshocks), iniziata con il terremoto
della Grecia di magnitudo 5.5 Mw del 11/02/2010.
I ritardi tra i
punti sorgente sono di circa 365 giorni.
Uno dei cinque
punti sorgente è rappresentato dal terremoto dell’Emilia del 20/05/2012 che è stato
preceduto da un punto d’innesco che si è formato il 17/05/2012 e da un
foreshock.
Si nota come ogni
singola struttura ramificata che si è sviluppata dal punto sorgente è
caratterizzata da una fase di accumulo di energia (Accumulation of energy stage) e
dal punto
d’innesco (Trigger
point)
della fase di rilascio di energia (Release
of energy stage).
Il mainshock è
rappresentato dal terremoto di magnitudo 6.9 Mw registrato in Grecia il 20/05/2014 che è stato preceduto da
un foreshock e da un punto d’innesco formatosi il 04/04/2014.
La
trendline (linea tratteggiata di colore nero)
dei punti sorgente consente di calcolare con sufficiente precisione
quella del mainshock.
La
fase di accumulo di energia che si è sviluppata dopo il terremoto della Grecia
del 20 maggio del 2014 (punto sorgente)
è composta da due eventi sismici di magnitudo decrescente nel tempo e con
ritardi medi di circa 310 giorni.
Il
secondo dei due eventi sismici è rappresentato dal terremoto dell’Italia
centrale del 20/08/2016 il cui Tp, formatosi il 27/07/2016 è stato preceduto da
un foreshock di magnitudo 5.2 mb registrato in Grecia il 30/07/2016.
Anche
in questa fase, il prolungamento della
retta o trendline che unisce il mainshock con il terremoto della Grecia del 17/11/2015 consente di
calcolare con sufficiente precisione quella del terremoto dell’Italia centrale.
La
struttura ramificata che si sta sviluppando dopo il terremoto della
Grecia del 20 maggio del 2014 è composta da due rami sismici di quinto e quarto
ordine( il ramo di terzo ordine è prossimo a formarsi).
La
magnitudo minima associata alla struttura ramificata in formazione, calcolata
dal punto medio del ramo sismico di ordine maggiore (linea tratteggiata di
colore rosso) è di 6.7 Mw, mentre la
magnitudo massima, stimata sempre dal ramo di ordine maggiore è di 7.4 Mw
circa.
Tenendo conto che negli stadi evolutivi iniziali di formazione
la struttura ramificata si sviluppa lentamente, mentre in quelli finali che
precedono la fase di rilascio di energia, la diminuzione dei valori di
magnitudo è molto rapida, si può ipotizzate l’accadimento
dell’evento forte associato alla struttura ramificata in atto nel 2017 circa, salvo modifiche nel tempo
della struttura evolutiva della sequenza
sismica.
L'oscillatore Aroon
semplificato consente di avere informazioni sul tipo di
struttura ramificata (principale o secondaria) in corso di formazione e sul grado di
gerarchizzazione degli stadi evolutivi (se una struttura
ramificata si trova in una fase di accumulo o di rilascio).
L’oscillatore
è rappresentato con una linea di colore
rosso per indicare la fase di accumulo di energia e da una linea di colore
verde per indicare la fase di rilascio di energia. La scala utilizzata
dall’oscillatore varia da 0% a 100%.
L'oscillatore
segnala una fase di rilascio di energia in corso, quando i valori sono
crescenti, mentre quando sono decrescenti, segnala una fase di accumulo di energia in corso.
Più lontano è l'oscillatore dalla
linea del 50%, più forte è la fase in corso.
Di solito, l’oscillatore è
decrescente se si susseguono rami sismici dello stesso ordine.
Ci sono
sostanzialmente altre situazioni di base per interpretare l'indicatore:
-
Oscillatore
decrescente da 100% a 80%, indica l’inizio di una fase di accumulo di energia;
-
Oscillatore decrescente da
20% a 0%, indica che la fase di accumulo di energia che si sta completando;
-
Oscillatore
crescente da 80% a 100%, indica che la fase di rilascio di energia che si sta rafforzando
Bibliografia
Riga, G. and
Balocchi, P. (2016) Seismic Sequence Structure and Earthquakes Triggering
Patterns. Open
Journal of Earthquake Research, 5, pp. 20-34. doi: 10.4236/ojer.2016.51003.
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Balocchi, P. (2016) How to Predict Earthquakes with Microsequences and Reversed
Phase Repetitive
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Riga, G. and
Balocchi, P. (2016) Short-Term Earthquake Forecast with the Seismic Sequence
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doi:
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