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Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Il terremoto del 1908: la geologia recente dello Stretto di Messina in una manciata di secondi Gianluca.

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Presentazione sul tema: "Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Il terremoto del 1908: la geologia recente dello Stretto di Messina in una manciata di secondi Gianluca."— Transcript della presentazione:

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2 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Il terremoto del 1908: la geologia recente dello Stretto di Messina in una manciata di secondi Gianluca Valensise Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Sezione di Sismologia e Tettonofisica Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

3 Levoluzione recente dello Stretto è strettamente legata allinterazione di due elementi-chiave: il terremoto del 1908 e il sollevamento a grande scala che caratterizza tutto lArco Calabro. Ogni altro fenomeno dinamico e carattere evolutivo dellarea è da considerare secondario e comunque legato a uno di questi due elementi-chiave. Schema della presentazione: 1. Il terremoto del 1908: modello di consenso 2.Sollevamento regionale e terremoto del 1908 come creatori di paesaggio come creatori di paesaggio 3.Tassi di deformazione crostale e frequenza dei grandi terremoti e frequenza dei grandi terremoti 4. Deformazioni permanenti post-1908 e attese

4 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia 1. Il terremoto del 1908: modello di consenso

5 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Un terremoto ben studiato…

6 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Variazioni di quota cosismiche Loperfido [1909]

7 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Affidabilità del dato

8 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia La teoria della dislocazione

9 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Valensise & Pantosti [1992]

10 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Valensise and Pantosti [1992] Variabilità residua nei modelli disponibili… Amoruso et al. [2002]

11 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Slide 41 Nuovi dati #1: Funzione sorgente sismometrica 2000

12 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Nuovi dati #2: Campo di stress da sismicità Neri et al. [2004]

13 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Key Blue: Schick (1977) Yellow: NEIC Red: Michelini et al. (2004) Nuovi dati #3: Ricalcolo dellipocentro del 1908 Michelini et al. [2004]

14 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Nuovi dati #4: Osservazioni GPS DAgostino & Selvaggi [2004]

15 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Direttività della rottura e scuotimento atteso: I + +=…

16 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Direttività della rottura e scuotimento atteso: II Boschi et al. [1989] Michelini et al. [2004] Pino et al. [2000] Baratta [1910] Pino et al. [2000] ~ ~ 40 km

17 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Direttività della rottura e scuotimento atteso: III Faccioli [2008] Caciagli [2008]

18 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Terremoto del 1908: elementi condivisi Faglia responsabile pende verso Est Faglia responsabile pende verso Est Pendenza del piano molto bassa (30˚-40˚) Pendenza del piano molto bassa (30˚-40˚) Fagliazione normale predominante Fagliazione normale predominante Localizzazione della faglia nello Stretto Localizzazione della faglia nello Stretto Caratteristiche principali del rilascio di momento Caratteristiche principali del rilascio di momento Strike della faglia entro 20˚ Strike della faglia entro 20˚ Magnitudo/momento sismico (M w 7.1/ Nm) Magnitudo/momento sismico (M w 7.1/ Nm) La faglia responsabile del terremoto è cieca! La faglia responsabile del terremoto è cieca!

19 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Slip normale puro vs lievemente obliquo Slip normale puro vs lievemente obliquo Lunghezza della faglia (40-80 km) Lunghezza della faglia (40-80 km) Larghezza della faglia (15-30 km) Larghezza della faglia (15-30 km) Caratteristiche di dettaglio della rottura Caratteristiche di dettaglio della rottura Esistenza/ruolo di faglie di superficie Esistenza/ruolo di faglie di superficie Strike esatto della faglia Strike esatto della faglia Comportamento caratteristico! Comportamento caratteristico! Terremoto del 1908: elementi dibattuti

20 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

21 Geologia vs Sismologia: conflitto insanabile? Tortorici et al. [1995] Questa ipotesi geologica viola un affidabile dato strumentale

22 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Geologia vs Sismologia: conflitto insanabile? Tortorici et al. [1995] Caciagli [2008] Questa ipotesi geologica contrasta con le osservazioni post-1908

23 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Geologia vs Sismologia: conflitto insanabile? Amoruso et al. [2002] Questo modello geofisico è in conflitto con levoluzione recente dello Stretto

24 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Amoruso et al. [2002] ? Boschi et al. [1989] Sud Nord Cè modello e modello… Non risolvibile!

25 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Ricordate il metodo galileiano? Descrizione del fenomeno (sensata esperienza) Ipotesi interpretativa (assioma) Previsione delle conseguenze (le certe dimostrazioni) Verifica sperimentale (cimento) Previsione delle conseguenze (le certe dimostrazioni) Verifica sperimentale (cimento) Tanto alcuni geologi quanto alcuni sismologi si sono dimenticati di ipotizzare le conseguenze certe delle loro ipotesi sulla sorgente del 1908 (ribassamento di Reggio Calabria rispetto allAspromonte; effetti della ripetizione del movimento della faglia sulla penisola di Ganzirri), proponendo modelli ognuno dei quali giustifica una parte ma non il tutto.

26 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia 2. Il sollevamento regionale e il terremoto del 1908 come creatori di paesaggio del 1908 come creatori di paesaggio

27 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Quando Google Earth non esisteva ancora…

28 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Contesto tettonico Bordoni & Valensise [1998] Ghisetti [1984]

29 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Modello di sorgente di riferimento

30 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia 1908: Variazioni di quota predette Gradiente minore Gradiente maggiore

31 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Esistono almeno 4 elementi indipendenti della geologia e del paesaggio dello Stretto che dimostrano che la faglia responsabile del terremoto del 1908 ha dislocato ripetutamente nel tempo (ovvero che levoluzione dello Stretto è strettamente controllata da tale faglia): 1. Topografia 2. Geologia del bedrock & distribuzione depositi recenti 3. Forma e quota attuale dei terrazzi marini 4. Andamento del drenaggio

32 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Topografia Topografia Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

33 Topografia #1: riproduciamo la forma dello Stretto Asse dei M. Peloritani Discontinuità Margine E della fossa dello Stretto di Messina

34 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Bedrock & depositi 2 Bedrock & depositi Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

35 Bedrock/depositi #1: andamento degli affioramenti di bedrock Bedrock eroso causa sollevamento regionale Bedrock preservato grazie alla subsidenza indotta dalla faglia

36 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Bedrock/depositi #2: distribuzione delle Ghiaie di Messina

37 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Terrazzi marini 3 Terrazzi marini Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

38 Terrazzi marini #1: andamento principali linee di riva (85 kyr-~1 Myr) Convessità verso terra Convessità verso mare 125 kyr

39 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Terrazzi marini #2: pendenza del top dei terrazzi (di ogni età) Quote alte: pendenze divergenti Quote basse : pendenze convergenti

40 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Terrazzi marini #3: Quota della linea di riva tirreniana (125 kyr) vs subsidenza cosismica osservata nel 1908 Valensise & Pantosti [1992]

41 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Drenaggio 4 Drenaggio Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

42 Drenaggio #1: forma dei bacini e andamento dello spartiacque Singoli sotto-bacini corto e ripido ampio, lungo e meno ripido Coincide con larea di massima subsidenza

43 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Drenaggio #2: reticolo idrografico Convergente DivergenteDivergenteParallelo Progressiva rotazione verso depocentro

44 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Drenaggio #3: profili longitudinali delle fiumare Faglia di Reggio Calabria (da vari autori)

45 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia 3. Tassi di deformazione crostale e frequenza dei grandi terremoti e frequenza dei grandi terremoti

46 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia DAgostino & Selvaggi [2004] Ratei di estensione istantanei (GPS) 3 mm/y

47 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Tempo di ricorrenza di terremoti tipo-1908 Sono necessari circa 120 terremoti tipo-1908 per giustificare le fluttuazioni di quota della riva tirreniana ( anni) Incorporando le incertezze il tempo di ricorrenza medio risulta essere anni Valensise & Pantosti [1992]

48 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Evidenze archeosismologiche suggeriscono che un grande terremoto (confrontabile con il 1908) potrebbe aver colpito lo Stretto nella seconda metà del IV secolo. Evidenza storica e archeologica Guidoboni et al. [2000]

49 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia 4. Deformazioni permanenti post-1908 e attese

50 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Misure di Loperfido (1909)

51 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia 1908: dislocazioni verticali e orizzontali

52 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia 1908: dislocazioni attese al sito del Ponte Si stima che nel 1908 i siti selezionati per i piloni si sarebbero abbassati in modo differenziale di circa 5-10 cm (più basso il lato calabrese) e si sarebbero allontanati di meno di 4 cm. Nonostante le incertezze in gioco e le ipotesi fatte, queste stime possono al massimo raddoppiare.

53 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Ratei di sollevamento (Olocene/125 Ky) Analisi recenti mostrano che il rateo di sollevamento dei due lati dello Stretto è confrontabile, anche se il rateo per gli ultimi anni sembra essere più lento ( di quello valutato da markers olocenici ( Analisi recenti mostrano che il rateo di sollevamento dei due lati dello Stretto è confrontabile, anche se il rateo per gli ultimi anni sembra essere più lento (1.0 mm/y) di quello valutato da markers olocenici (2.0 mm/y). Bordoni & Valensise [1998] Antonioli et al. [2003] Antonioli et al. [2005]

54 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Sollevamento differenziale nellOlocene? Sulla base dellattuale quota delle linee di riva oloceniche alcuni autori hanno ipotizzato che la Calabria si stia sollevando più velocemente della Sicilia. In effetti, Ganzirri e Scilla, i due siti usati per questa ipotesi, vedono la faglia del 1908 e la subsidenza associata ad ogni terremoto in modo molto diverso. Lanomalia si annulla appena ci si sposta da Ganzirri verso ovest. da Antonioli et al. [2005] 0.4 mm/y 1.5 mm/y

55 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Deformazioni Gravitative Profonde di Versante Secondo A. Guerricchio, nellimmagine … si può riconoscere un territorio molto disarticolato, attraversato da rotture profonde dovute alla tettonica recente ed attuale, da cui si originano i grandi fenomeni gravitativi. Questi ultimi, molto sviluppati nella parte medio-bassa del versante aspromontano- reggino, stanno impegnando anche il blocco indicato dalla freccia nera…

56 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (segue) … Tale blocco è nettamente separato dallentroterra dalla rottura, ad andamento WNW, che giunge fin quasi allaltezza del Montalto e nella quale si è impostata la Fiumara di S. Giovanni-Catona… Questultima tende a definire unestesa zona che, nella sua parte basale, è da tempo sede di DGPV in lenta sommersione, come pure indica lanomala configurazione della costa… … I numerosi strappi tettonico-gravitativi… che attraversano e percorrono tutta larea aspromontana di questo versante, tenderanno a svilupparsi propagandosi verso la parte alta di questultima, generando sismi di significativa energia… ? ?

57 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Riflessioni di un inesperto… La disarticolazione del paesaggio è un fatto legato alla forte erosione: implica instabilità (potenziale) fino al livello di base corrente (fondo delle fiumare o mare), ma non necessariamente anche movimenti profondi. La disarticolazione del paesaggio è un fatto legato alla forte erosione: implica instabilità (potenziale) fino al livello di base corrente (fondo delle fiumare o mare), ma non necessariamente anche movimenti profondi. Le rotture profonde dovute alla tettonica recente e attuale le stiamo ancora cercando dal 1908… Le rotture profonde dovute alla tettonica recente e attuale le stiamo ancora cercando dal 1908… Landamento curvilineo della Fiumara di Catona non suggerisce un controllo per faglia, ma semmai conferma il meccanismo tettonica locale+tettonica regionale discusso in precedenza. Landamento curvilineo della Fiumara di Catona non suggerisce un controllo per faglia, ma semmai conferma il meccanismo tettonica locale+tettonica regionale discusso in precedenza. Lungo il tratto di costa in oggetto non si ha alcuna evidenza di sommersione - esiste semmai evidenza di forte sollevamento olocenico - né si riscontrano anomalie di sorta. Lungo il tratto di costa in oggetto non si ha alcuna evidenza di sommersione - esiste semmai evidenza di forte sollevamento olocenico - né si riscontrano anomalie di sorta. Sia le quote del terrazzo tirreniano, sia le variazioni di quota indotte dal terremoto del 1908 non mostrano alcuna fluttuazione anomala (oltre al normale trend dovuto alla tettonica stessa) nel tratto di costa in questione. Sia le quote del terrazzo tirreniano, sia le variazioni di quota indotte dal terremoto del 1908 non mostrano alcuna fluttuazione anomala (oltre al normale trend dovuto alla tettonica stessa) nel tratto di costa in questione. Qualunque sisma di significativa energia richiede non strappi tettonico-gravitativi ma uno strato sismogenetico di almeno 5 km. Qualunque sisma di significativa energia richiede non strappi tettonico-gravitativi ma uno strato sismogenetico di almeno 5 km.

58 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Deformazioni permanenti: sintesi Il terremoto del 1908 ha indotto deformazioni minime attraverso lo Stretto nellarea del previsto Attraversamento (~4 cm di estensione e ~5-10 cm di subsidenza differenziale). Il terremoto del 1908 ha indotto deformazioni minime attraverso lo Stretto nellarea del previsto Attraversamento (~4 cm di estensione e ~5-10 cm di subsidenza differenziale). Questa stima è abbastanza sensibile al modello di faglia scelto (perché lAttraversamento ricade proprio sullestremità nord della faglia del 1908), ma in nessun caso queste deformazioni (legate comunque solo al verifcarsi di un nuovo terremoto tipo 1908) dovrebbero eccedere i 10 cm in orizzontale e 20 cm in verticale. Questa stima è abbastanza sensibile al modello di faglia scelto (perché lAttraversamento ricade proprio sullestremità nord della faglia del 1908), ma in nessun caso queste deformazioni (legate comunque solo al verifcarsi di un nuovo terremoto tipo 1908) dovrebbero eccedere i 10 cm in orizzontale e 20 cm in verticale. Gli eventuali contributi da altre faglie (note o non note) dovrebbero essere minimi; tuttavia sono da aspettarsi lenti e modesti riaggiustamenti nel periodo intersismico (cioè oggi). Gli eventuali contributi da altre faglie (note o non note) dovrebbero essere minimi; tuttavia sono da aspettarsi lenti e modesti riaggiustamenti nel periodo intersismico (cioè oggi). Levidenza geologica non prova in modo conclusivo che esista sollevamento differenziale continuo tra le due sponde, ma solo che esiste una differenza di sollevamento netto. Tale differenza deve essere vista solo come dovuta al ripetersi di terremoti tipo Levidenza geologica non prova in modo conclusivo che esista sollevamento differenziale continuo tra le due sponde, ma solo che esiste una differenza di sollevamento netto. Tale differenza deve essere vista solo come dovuta al ripetersi di terremoti tipo Non esiste alcun riscontro dellesistenza di anomalie della linea di costa (attuale e fossile) dovute a DGPV. Non esiste alcun riscontro dellesistenza di anomalie della linea di costa (attuale e fossile) dovute a DGPV.

59 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Conclusioni 1 - La sorgente del 1908 Dopo oltre 30 anni di ricerca esiste ormai un consenso sostanziale sulle caratteristiche principali del terremoto del Dopo oltre 30 anni di ricerca esiste ormai un consenso sostanziale sulle caratteristiche principali del terremoto del Tale consenso è anche più marcato per quelle proprietà della faglia che hanno le maggiori implicazioni ingegneristiche e di pericolosità sismica, come ad esempio: Tale consenso è anche più marcato per quelle proprietà della faglia che hanno le maggiori implicazioni ingegneristiche e di pericolosità sismica, come ad esempio: (1)il fatto che il terremoto del 1908 non abbia prodotto fagliazione superficiale s.s; (1)lorientazione e localizzazione della sorgente sismica; (1)la natura unilaterale e la direzione di propagazione della rottura (da S a N); (2)un intervallo di ricorrenza minimo di diversi secoli. Questioni ancora aperte riguardano lestensione esatta della rottura cosismica, che secondo alcuni si è estesa al di fuori dello Stretto, e il potenziale per terremoti di magnitudo moderata (~5). Questioni ancora aperte riguardano lestensione esatta della rottura cosismica, che secondo alcuni si è estesa al di fuori dello Stretto, e il potenziale per terremoti di magnitudo moderata (~5).

60 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia I dati GPS mostrano estensione attraverso lo Stretto in direzione coerente con lorientazione della sorgente del terremoto del I dati GPS mostrano estensione attraverso lo Stretto in direzione coerente con lorientazione della sorgente del terremoto del Gli stessi dati mostrano estensione a circa 3 mm/y, un valore compatibile con lo slip-rate della faglia del 1908 (1.4 mm/y, ma si tratta di una stima puramente cosismica e ottenuta come media lungo lintera faglia). Gli stessi dati mostrano estensione a circa 3 mm/y, un valore compatibile con lo slip-rate della faglia del 1908 (1.4 mm/y, ma si tratta di una stima puramente cosismica e ottenuta come media lungo lintera faglia). I dati convenzionali e GPS combinati mostrano che la faglia del 1908 è di gran lunga lelemento tettonico dominante nellevoluzione recente dello Stretto di Messina. I dati convenzionali e GPS combinati mostrano che la faglia del 1908 è di gran lunga lelemento tettonico dominante nellevoluzione recente dello Stretto di Messina. Tuttavia, il buon accordo tra dati cosismici e GPS crea un paradosso, perché la faglia oggi dovrebbe essere bloccata e non si dovrebbe osservare molta estensione attraverso di essa. Tuttavia, il buon accordo tra dati cosismici e GPS crea un paradosso, perché la faglia oggi dovrebbe essere bloccata e non si dovrebbe osservare molta estensione attraverso di essa. Le numerose evidenze di rapido sollevamento olocenico - forse addirittura di natura cosismica - non hanno nulla a che vedere con la sorgente del 1908 ma puntano a un meccanismo di deformazione tutto da esplorare…. Le numerose evidenze di rapido sollevamento olocenico - forse addirittura di natura cosismica - non hanno nulla a che vedere con la sorgente del 1908 ma puntano a un meccanismo di deformazione tutto da esplorare…. Conclusioni 2 - Deformazioni attese

61 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia


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