ANISOTROPIA SISMICA NEL NORD APPENNINO: NUOVE MISURE DI SHEAR WAVE SPLITTING DAL PROGETTO RETREAT E RELATIVA MODELLAZIONE

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Laura Turco
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1 ANISOTROPIA SISMICA NEL NORD APPENNINO: NUOVE MISURE DI SHEAR WAVE SPLITTING DAL PROGETTO RETREAT E RELATIVA MODELLAZIONE Simone Salimbeni 1,2, S. Pondrelli 1, L. Margheriti 2, J. Park 3 e V. Levin 4 1-Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, sez. Bologna 2-Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, sez. CNT, Roma 3-Yale University, New Haven, USA 4-Rutgers University, Piscataway, NJ, USA

Levin 4 1-Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, sez.

2 Anisotropia Sismica proprieta' della terra presente quando la velocita' di un'onda sismica e' funzione della sua direzione di propagazione nel Mantello superiore Nella Crosta: e' dovuta alla presenza di fratture Nel Mantello: e' generato dall'orientazione preferenziale dei cristalli durante un flusso mantellico o durante processi deformazionali Olivina sviluppa LPO (Lattice Preferred Orientation) degli assi cristallografici durante il processo di deformazione asse a dell'olivina si orienta parallelamente all'asse di polarizzazione Φ

preferenziale dei cristalli durante un flusso mantellico o durante processi deformazionali Olivina sviluppa LPO (Lattice Preferred

3 Anisotropia Sismica Parametri : 1) Fast axes Φ 2) delay time dt SKS shear wave splitting 1) Simmetria esagonale 2) singolo strato anisotropo 3) anisotropia nel piano orizzontale

4 RETREAT Seismic Network 50 sites Stations: 10 given by GFU of Prague 25 given by IRIS PASSCAL Oct Sept Integrated by Permanent stations: ( VLC ) MEDNet INGV Dataset used 34 teleseismic earthquakes October 2003 January 2006 M 6.3 and epicentral distances Sileny and Plomerova (1996) methods: anisotropic parameters obtained minimizing the energy in the transverse component

2006 Integrated by Permanent stations: ( VLC ) MEDNet INGV Dataset used 34 teleseismic

5 Risultati Progetto RETREAT : Misure di Splitting da Salimbeni et al., Tectonophysics, in revisione Dominio Toscano (E- ( NW-SE W to Dominio Po-Plain (N- ( NW-SE S, NNE-SSW, Zona di transizione sotto la cresta (30-40 Km) (Salimbeni et al., ( 2007 GRL,

6 Risultati Progetto RETREAT : Misure Nulle da Salimbeni et al., Tectonophysics, in revisione Una misura e' nulla quando non c'e' energia nella componente trasversale. 1) assenza di anisotropia 2) anisotropia paral. o normale al back-az. 3) Anisotropia cumulativa nulla 2 Domini anisotropia ( Po-Plain (Toscano e Brusco cambio nel fast axes direction sotto cresta Appenninica

trasversale. 1) assenza di anisotropia 2) anisotropia paral. o normale al back-az.

7 Prime CONCLUSIONI Averange fast axes for stations?? RETREAT measurement from Salimbeni et al., GRL, 2007; Salimbeni et al., submitted to Tectonophysics. other measurements from Plomerova et al., EPSL,2006; Margheriti et al., Grl, 1996; Lucente et al.,epsl, ) Dominio Toscano e Padano 2) Brusca transizione tra USOR e RONR (30-40 ( Km 3)Semplice struttura sotto Toscana 4) Struttura piu' complessa sotto dominio padano

, EPSL,2006; Margheriti et al., Grl, 1996; Lucente et al.

8 ( 2003 ) Metodo di cross-convoluzione di Menke and Levin Assumendo un'onda S polarizzata linearmente che incide un mezzo anisotropo ( t ) Radiale V(t) = s(t)*v true ( t ) Trasversale H(t) = s(t)*h true 1) Costruzione delle serie temporali h pre (m,t)*v(t) = h pre (m,t) * s(t) * ( t ) v true ( t ) v pre (m,t)*h(t) = v pre (m,t) * s(t) * h true 2) Verifica del modello ( t ) h pre (m,t) h true ( t ) v pre (m,t) h true s(t) - source wavelet, v(t) true, h(t) true - componenti reali v(t) pre, h(t) pre - componenti teoriche ottenute utilizzando il modello m 3) Scelta del modello ( m,t)*h(t ) V(t)*h pre (m,t) v pre 4) Grid search per la scelta dei parametri del modello (Φ -dtstrato superiore e Φ -dtstrato inferiore)

Verifica del modello ( t ) h pre (m,t) h true ( t ) v pre (m,t) h true s(t) - source wavelet, v(t) true, h(t) true - componenti reali v(t) pre, h(t) pre - componenti teoriche

9 Safety in numbers: fit one model to many observations of SKS splitting 1 layer Use a group of observations, Find a simple model that fits the entire group Look for more complex models that improve data fit Upper layer ϕ 2 layers Lower layer ϕ ( Scurtabo ) Example 1: site SCUR 1 layer model: fast 135 SE, delay 1.25s 2 layer model: upper layer fast , delay s lower layer fast , delay ;

data fit Upper layer ϕ 2 layers Lower layer ϕ ( Scurtabo ) Example 1: site SCUR 1 layer model: fast

10 Safety in numbers: fit one model to many observations of SKS splitting 1 layer Use a group of observations, Find a simple model that fits the entire group Look for more complex models that improve data fit Upper layer ϕ 2 layers Lower layer ϕ ( Zocca ) Example 2: site ZOCR 1 layer model: Fast 28 NE, delay 1.55s 2 layer models: upper layer fast 20-40, delay 2-3 s [????] lower layer fast , delay ~1.3 s;

data fit Upper layer ϕ 2 layers Lower layer ϕ ( Zocca ) Example 2: site ZOCR 1 layer model: Fast 28

11 10 best solutions WORK IN PROGRESS Dipping Anisotropy? 1) Struttura a due strati giustifica solo in parte l'anisotropia 2) Necessario complicare il modello (anisotropia ( immergente 3) Associare profondita' agli strati anisotropici

l'anisotropia 2) Necessario complicare il modello

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