LA NUOVA RETE SISMICA ELLENICA UNIFICATA (HUSN): SVILUPPO, PERFORMANCE E PROSPETTIVE

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1 dità ipocentrale risulta invece ben vincolata solo nel settore nord-occidentale, con errori che comunque non scendono sotto i 6 km. La Fig. 5 mostra la mappa del rischio sismico dello stato del Montana, l incertezza nella stima dell ipocentro per magnitudo 1.4, 1.6, 1.8 e 2.0, determinata come RES (Radius of Equivalent Sphere) e la mappa della Magnitudo di Completezza (M C ). Per piccole magnitudo (M L 1.4 e 1.6) solo una piccola area nella parte nord-occidentale del Montana risulta coperta con valori minimi di RES pari a 2 km. Per eventi di medio-piccola magnitudo (M L 1.8 e 2.0) anche la parte sud-occidentale risulta coperta. La M C mostra che per M L >2.3 la rete è capace di rilevare gli eventi sismici in tutta l area selezionata. Buona parte del Montana occidentale ha una soglia di M C inferiore a 1.5 con un minimo di circa 1.2 nella parte più settentrionale. Conclusioni. In questo lavoro la performance di localizzazione e la magnitudo di completezza della rete sismica nazionale del Montana (U.S.A.) sono state valutate tramite il metodo SNES. Le mappe SNES sono state costruite per magnitudo locale di 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, e 2.2 fissando la profondità ipocentrale a 10 km e il livello di confidenza al 95%. Attraverso l applicazione del metodo SNES è stato mostrato che la rete sismica nazionale del Montana fornisce la migliore copertura nella Flathead Valley, con errori che per magnitudo 2 sono inferiori a 2 e 6 km per l epicentro e per la profondità ipocentrale rispettivamente. A magnitudo 2.2, questa rete sismica è capace di localizzare terremoti con profondità ipocentrale di 150 km e fornisce una magnitudo di completezza inferiore a 1.5 per la maggior parte del Montana occidentale. Sono state inoltre delineate alcune aree sismogenetiche, inclusa la porzione centrale del Centennial Tectonic Belt nella parte più a sudovest del Montana, che non risultano adeguatamente coperte dalla rete. Bibliografia D Alessandro A., Luzio D., D Anna G. and Mangano G., SNES Seismic Network Evaluation through Simulation: an application to the Italian National Seismic Network. Accepted on Bull. Seism. Soc. Am. McNamara D. E. and Buland R. P, (2004). Ambient Noise Levels in the Continental United States. Bull. Seis. Soc. Am, 94, Smith, R.B. and Arabasz, W.J., (1991). Seismicity of the Intermountain Seismic Belt, in Slemmons, D.B, Engdahl, E.R., Zoback, M.D., and Blackwell, D.D., eds., Neotectonics of North America: Boulder, Colorado, Geol. Soc. Am., Decade Map Volume 1, Stickney, M.C. and Bartholomew, M.J., (1987). Seismicity and late Quaternary faulting of the northern Basin and Range province, Montana and Idaho, Bull. Seis. Soc. Am., 77, Zeiler C. and Velasco A.A., (2009). Seismogram Picking Error from Analyst Review (SPEAR): Single-Analyst and Institution Analysis, Bull. Seism. Soc. Am, 99, 5, LA NUOVA RETE SISMICA ELLENICA UNIFICATA (HUSN): SVILUPPO, PERFORMANCE E PROSPETTIVE A. D Alessandro 1, D. Papanastassiou 2, I. Baskoutas 2 1 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Centro Nazionale Terremoti, Roma, Italia 2 Institute of Geodynamics, National Observatory of Athens, Grecia Introduzione. Il contesto geodinamico in cui ricade la Grecia fa di questa la regione simicamente più attiva e a più alto rischio sismico d Europa (Tsapanos, 2008). I processi tettonici in atto nella subduzione dello slab nel mar Egeo, controllano la distribuzione sia della sismicità sia del vulcanismo in Grecia (Karagianni et al., 2002, 2005). Oltre il 60% delle sismicità in Europa è localizzata in Grecia è forti terremoti hanno colpito più volte tale regione. La sismicità in Grecia è monitorata da quattro centri sismologici: l Istituto di Geodinamica e i laboratori di sismologia delle università di Atene, Thessaloniki e Patras. L Istituto di Gedinamica (Osservatorio Nazionale di Atene), è il più vecchio istituto in Grecia, operante già dal Dal 1964, l iniziale rete sismica è cresciuta ed estesa, raggiungendo ad oggi le 35 stazioni digitali telemetriche più 7 stazioni di agenzie internazionali. Il Laboratorio Sismolo- 25

2 Fig. 1 - Mappa del potenza media della componente verticale del rumore sismico stimata nell intervallo di frequenze 1-12 Hz. gico dell Università di Atene opera dal 1929, gestendo ad oggi 20 stazioni organizzate in tre reti digitali telemetriche: CORNET, VOLNET e ATHENET operanti nelle area del golfo di Corinto, nella Grecia centrale e attorno alla città di Atene. Il Laboratorio di Geofisica dell Università di Aristotele di Thessaloniki è stato fondato nel Oggi gestisce 28 stazioni installate nella Grecia settentrionale, nei mari Egeo e Ionio. Il Laboratorio Sismologico dell Università di Patras è stato istituito solo nel La sua rete sismica, consistente di 21 stazioni, comprende la Grecia occidentale e il Peloponneso. Agli inizi del 2005, nell ambito di un progetto nazionale chiamato Hellenic Unified Seismological Network-HUSN finanziato dal Ministero dello Sviluppo, le vari reti sismologiche greche sono state unificate. Tutti i segnali registrati dalle stazioni dei vari parterns, sono oggi raccolti dall Istituto di Geodinamica e ritrasmessi agli stessi. Ad oggi la HUSN è composta da 88 stazioni digitali e molte altre saranno aggiunte negli anni a seguire. Nel presente lavoro abbiamo applicato il metodo SNES (D Alessandro et al., 2010) alla HUSN per quantificarne la performance di localizzazione e la magnitudo di completezza. Caratterizzazione del rumore sismico. Il PSD medio di accelerazione della componente verticale del rumore sismico è stato stimato per tutte le stazioni della HUSN utilizzando il software PQLX (McNamara and Buland, 2004). Per la sua stima si è fatto uso del rumore sismico registrato tra il 2007 e La Fig. 1 mostra la potenza media della componente verticale del rumore sismico stimata nell intervallo di frequenze 1-12 Hz. Aree di elevata rumorosità sismica sono facilmente individuabili a ridosso dell arco vulcanico greco e in particolare sull isola di Creta. Valori piuttosto bassi di rumore sono invece individuabili nel resto del territorio Greco. L alto livello di rumore in coincidenza dell arco vulcanico greco è probabilmente legato alla somma di tre effetti: posizione geografica, geologia e attività vulcanica. Stazioni vicino la costa o su isole sono infatti generalmente caratterizzate da un elevato livello di rumore sismico (McCreery 26

3 et al., 1993). Inoltre la presenza di rocce sedimentare quaternarie e di attività sismo-vulcanica caratterizzata da intensi periodi di tremore (Soloviev et al., 1992; Hatzfeld et al., 1993; Bohnhoff et al., 2006) rendono quest area molto rumorosa. Stima della varianza dei tempi residui delle fasi sismiche. In assenza di errori sistematici introdotti dal modello di velocità o dal processo di picking delle fasi sismiche, si può affermare che l incertezza nella stima dei parametri ipocentrali è principalmente determinata dalla varianza dei tempi residui delle fasi sismiche. Sperimentalmente si osserva che l incertezza introdotta dal processo di picking è di almeno un ordine di grandezza inferiore a quella introdotta dal modello di velocità e pertanto lo studio dei tempi residui può fornire importanti informazioni circa l appropriatezza del modello di velocità utilizzato nel processo di localizzazione. Nel presente lavoro si è fatto uso delle fasi sismiche P ed S riportate nel bollettino sismologico dell HUSN, dal 2007 al 2010, per creare due distinti database di coppie tempo residuo-distanza ipocentrale. Il database finale, consistente in oltre 420,000 coppie, è stato utilizzato per costruire gli istogrammi 2D riportati in Fig. 2 e determinare i valori medi e le varianze dei residui temporali in funzione della distanza ipocentrale (Fig. 3). L analisi statistica dei dati riportati nel bollettino sismologico dell HUSN ha permesso valutare il rapporto tra fasi S e P. Questo assume valori piuttosto alti (0.92) per basse distanze ipocentrali. L analisi statistica dei tempi residui delle fasi sismiche ha permesso individuare delle zone sia superficiali che profonde non ben rappresentate dai modelli di velocità delle onde P ed S, che per tale ragione andrebbero ottimizzati. Performance di localizzazione della HUSN. Nel presente lavoro è stata indagata la performance di localizzazione della HUSN per magnitudo (M L ) di 2, 2.5 e 3 fissando la profondità ipocentra- Fig. 2 - Istogrammi dei tempi residui delle fasi P ed S, loro conteggio e rapporto in funzione della distanza ipocentrale. 27

4 Fig. 3 - Valori medi e varianze dei tempi residui delle fasi P ed S in funzione della distanza ipocentrale. Fig. 4 - Mappa SNES ML 3, profondità ipocentrale 10 km e livello di confidenza del 95%. 28

5 le a 10 km e il livello di confidenza al 95%. La fig. 4 mostra la mappa SNES stimata per magnitudo 3. Essa risulta suddivisa in 6 sottomappe che riportano rispettivamente il numero di stazioni attive nel processo di localizzazione, il gap azimutale e l ampiezza degli intervalli di confidenza dei 4 parametri ipocentrali. La mappa SNES mostra che per questa magnitudo, il massimo numero di stazioni attive è di poco più di 50 e il minimo gap azimutale di 30. Per magnitudo 2.5, tranne che per alcune aree, come le isole Cicladi, quasi tutto il territorio greco appare ben coperto con errori nella stima dell epicentro di circa 3 o meno e con valori minimi di circa 1 km. Tuttavia solo parte della Grecia occidentale appare ben coperta anche per la stima della profondità ipocentrale, con errori che comunque non scendono sotto i 4 km. In fine, in Fig. 5 è riportata per M L 2.5 una sezione SNES verticale tra i punti A (40.45N, 19.55E) e A (34.12N, 26.73E). È possibile osservare che gli errori nella stima della latitudine e della longitudine aumentano all aumentare della profondità ipocentrale assumendo valori minimi di circa 1 km in superficie. Per questa magnitudo gli epicentri appaiono ben vincolati sino ad una profondità massima di circa 160 km per la Grecia occidentale e sino a circa 120 km per la parte orientale. L errore nella stima della profondità ipocentrale mostra una notevole variabilità con minimi a circa 25 km di profondità. Conclusioni. In questo lavoro il metodo SNES è stato applicato alla rete HUSN per quantificarne le performance. È stata costruita la mappa della potenza media del rumore della componente verticale, nell intervallo di frequenze 1-12 Hz che ha permesso di identificare le zone più rumorose di Fig. 5 Sezione SNES verticale per ML 2.5 e livello di confidenza del 95% determinata tra i punti A (40.45N, 19.55E) e A (34.12N, 26.73E). 29

6 questa rete (arco vulcanico Greco e isola di Creta). L analisi statistica dei tempi residui riportati nel catalogo HUSN ha permesso di determinare delle leggi empiriche che legano la varianza dei tempi residui alla distanza ipocentrale e di quantificare la bontà del modello di velocità utilizzato nel processo di localizzazione. Le mappe SNES sono state determinate in funzione della magnitudo (M L 2, 2.5 e 3) fissando la profondità ipocentrale a 10 km e il livello di confidenza al 95%. Per piccole magnitudo (M L 2) solo due piccole aree in Macedonia e tra la Grecia centrale e il Peloponneso risultano coperte. Per magnitudo di poco maggiore (M L 2.5) quasi tutto il territorio Greco appare ben coperto con valori di RES di circa 2.5 km. La mappa della Magnitudo di Completezza mostra che tutto il territorio greco è coperto già per M L >2, con un valore minimo di circa 1.6 tra la Grecia centrale e il Peloponneso. Infine abbiamo mostrato come per eventi poco profondi l area meglio coperta dalla rete sia quella tra la Grecia centrale e il Peloponneso. Bibliografia Bohnhoff, M., Rische, M., Meier, T., Becker, D., Stavrakakis, G. and c, Hans-Peter Harjes, H.P. (2006). Microseismic activity in the Hellenic Volcanic Arc, Greece, with emphasis on the seismotectonic setting of the Santorini Amorgos zone. Tectonophysics, 423, D Alessandro A., Luzio D., D Anna G. and Mangano G., SNES Seismic Network Evaluation through Simulation: an application to the Italian National Seismic Network. Accepted on Bull. Seism. Soc. Am. Hatzidimitriou, P. M., (1993). Attenuation of Coda Waves in Northern Greece, PAGEOPH, Vol. 140, No.1, Hatzfeld, D., Besnard, M., Makropoulos, K. and Hatzidimitiou, P., (1993). Microearthquake seismicity and fault-plane solutions in the southern Aegean and its geodymanic implications. Geophys. J. Int. 115, Karagianni, E.E., Panagiotopoulos, D.G., Panza, G.F., Suhadolc, P., Papazachos, C.B., Papazachos, B.C., Kiratzi, D., Hatzfeld, D., Makropoulos, K., Priestley, K., Yuan, A., Rayleigh wave group velocity tomography in the Aegean area. Tectonophysics, 358, Karagianni, E.E., Papazachos, C.B., Panagiotopoulos, D.G., Suhadolc, P., Yuan, A., Panza, G.F., Shear velocity structure in the Aegean area obtained by inversion of Rayleigh waves. Geophys. J. Int., 160, McNamara D. E. and Buland R. P, (2004). Ambient Noise Levels in the Continental United States. Bull. Seis. Soc. Am, 94, McCreery C.S., Duennebier F.K., Sutton G.H., (1993). Correlation of deep ocean noise ( Hz) with wind, and the Holu spectrum a worldwide constant. J. Acoust. Soc. Am. 93, Soloviev et al., Tsapanos, T.M., (2008). Seismicity and Seismic Hazard Assesment in Greece; In: Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Earthquake Monitoring and Seismic Hazard Mitigation in Balkan Countries, Borovetz, Bulgaria, September 2005, Series: NATO Science Series: IV: Earth and Environmental Sciences, Vol. 81, Husebye, Eystein S. (Ed.), XVIII, 289 p., ISBN: IL MONITORAGGIO SISMICO IN ALASKA: LA RETE E LA SUA PERFORMANCE DI LOCALIZZAZIONE A. D Alessandro 1, N. Rupert 2 1 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Centro Nazionale Terremoti, Roma, Italia 2 Alaska Earthquake Information Center, Geophysical Institute, University of Alaska Fairbanks, USA Introduzione. Il territorio dell Alaska è caratterizzato da una elevatissima sismicità ed è stato spesso colpito da forti terremoti spesso seguiti da tsunami. Circa 11% degli eventi sismici registrati nel mondo ha epicentro in Alaska. Il grande terremoto dell Alaska del 1964 è stato il più grande terremoto del nord America e il secondo al mondo (M W =9.2). La parte simicamente più attiva è associata alla zona di thrurst che si estende dalla parte centro-meridionale dell Alaska alle isole Aleutine. In questo lavoro abbiamo applicato il metodo SNES (D Alessandro et al.) alla rete sismica nazionale dell Alaska. Questa rete nasce negli anni 60 a seguito del grande terremoto del Un grande balzo in avanti avvenne intorno agli anni 90 grazie all espansione della rete verso le isole Aleutine. Attualmente la rete sismica dell Alaska è costituita da circa 400 stazioni in real-time. Questa rete è gestita dall Alaska Earthquake Information Center (AEIC), dall Alaska Volcano Observatory (AVO) e dallo West Coast/Alaska Tsunami Warning Center (WC/ATWC). L AEIC funzione da centro raccolta dati e si occupa anche del loro processamento. 30