M. Michele (1), S. de Lorenzo (1), A. Romeo (1), L. Falco (2), A. Tallarico (1)

Transcript

1 Sismicità nel Gargano: modello di velocità 1D delle onde sismiche dall inversione dei tempi di arrivo delle fasi P ed S di eventi registrati dalle reti sismiche OTRIONS e INGV M. Michele (1), S. de Lorenzo (1), A. Romeo (1), L. Falco (2), A. Tallarico (1) (1) Università degli Studi di Bari «Aldo Moro» (2) Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

2 Strumenti Elaborazione dati Modello preliminare Modello 1D Stato attuale Sviluppi futuri Perché studiare la sismicità del Gargano? Il Gargano fa parte dell avampaes e apulo Non ci si aspetta un alto tasso di sismicità

3 Strumenti Elaborazione dati Modello preliminare Modello 1D Stato attuale Sviluppi futuri Perché studiare la sismicità del Gargano? Profondità Depth km Magnitudo Magnitude 1.6 M M 4.0 Mappa della sismicità M 5.0 M 5.0

4 Progetto INTERREG III ITALIA-GRECIA: OTRIONS Rete multi-parametrica per lo studio e il monitoraggio di rischi naturali nel Canale d Otranto e nel Mar Ionio Rete sismica OTRIONS (redrawn from Del Gaudio et al. [2007])

5 Elaborazioni dati INGV Stazioni sismiche INGV che hanno registrato almeno un terremoto localizzato nel Gargano dataset: numero eventi : 280 numero fasi P : 3580 numero fasi S : 1800

6 Elaborazioni dati INGV Diagramma di Wadati modificato

7 Modello di velocità preliminare Homogeneous model Vp (km/s) 6.1 Vp/Vs 1.81 R.M.S. (s) Layer model Vp1 (km/s) Vp2 (km/s) H1 (km) 30 R.M.S. (s) Layer model Valore confrontabile con quelli riportati in letteratura (Piana, Agostinetti et al., 2009) Vp1 (km/s) Vp2 (km/s) Vp3 (km/s) H1 (km) H2 (km) R.M.S. (s) 0.55

8 Velest : formulazione matematica (Kissling,1988) Eccetto il tempo origine, le altre dipendenze sono non lineari Sviluppo in serie di Taylor al primo ordine

9 Velest : formulazione matematica Problema di inversione simultanea di parametri ipocentrali e parametri del modello di velocità t = A d + e t vettore dei residui A matrice delle derivate parziali d vettore delle correzioni dei parametri e vettore degli errori La separazione è ottenuta moltiplicando per una matrice ortogonale ad H A= H + M A d= H h + M m H matrice delle derivate parziali rispetto alle coordinate ipocentrali M matrice delle derivate parziali rispetto ai parametri del modello di velocità

10 Velest : formulazione matematica Per l inversione dei parametri del modello di velocità: E un problema non lineare Approssimazione linearizzata attraverso una procedura iterativa Minimi quadrati smorzati L matrice di damping

11 Il modello 1D di velocità «minimo» Velest: (approccio linearizzato) Minimi quadrati smorzati Metodi iterativi Condizioni: Vp/Vs= 1.82 (fissato) stazioni affette da ritardi fissati residui > 1.5 s > scartati almeno 4 letture P e 2 letture S 280 eventi sismici (200 registrati da INGV, 80 da OTRIONS) 3580 tempi di arrivo P e 1800 tempi di arrivo S

12 Il modello 1D di velocità «minimo» Il modello finale per Vp, è stato ottenuto come media di nove modelli 1D iniziali, invertiti, ovvero: 2 modelli omogenei (4.5/5.5 km/s) 3 modelli di velocità a gradiente costante Il modello adottato dall INGV Il modello di Costa et al. (1993) Il modello di velocità regionale (Venisti et al., 2005) Il modello preliminare a tre strati precedentemente illustrato

13 Modelli di velocità invertiti L inversione è stata effettuata con i seguenti coefficienti di smorzamento (Damping Coefficient, D.C.): Numero inversione D.C. parametri ipocentrali D.C. modello di velocità Non abbiamo inserito strati a bassa velocità, in quanto generano instabilità, come descritto in letteratura (Matrullo et al.,2013)

14 Localizzazioni degli eventi Distribuzione geografica degli ipocentri, nel modello 1D Come è evidente, gli eventi tendono a concentrarsi entro i 30km di profondità Tale distribuzione giustifica la non convergenza dei modelli oltre i 30 km di profondità.

15 Modello di velocità 1D Depth (km) Vp (km/s) Nel risultato finale, non è stata utilizzata l inversione relativa al modello di Costa et al. (1993), causa un R.M.S. pari a 0.43s

16 Modello di velocità 1D : distribuzione degli errori Homogeneous model 1D prelimary model (3 layers) 1D model R.M.S. (s)

17 Modello di velocità 1D : distribuzione degli errori Errori sulle localizzazioni Differenze tra le localizzazioni calcolate con il modello 1D medio e le localizzazioni calcolate nel modello caratterizzato dall R.M.S. minimo

18 Localizzazioni degli eventi sismici registrati da Aprile 2013 a Marzo 2014 dalla rete mista OTRIONS - INGV 1189 eventi

19 Sviluppi futuri 1) determinazione di un modello di propagazione delle onde sismiche P ed S, 1D e 3D 2) Individuazione delle strutture sismogenetiche 3) Ri-localizzazioni degli eventi sismici mediante il modello di velocità determinato 4) determinazione dei meccanismi focali di un numero selezionato di eventi

20 Strumenti Elaborazione dati Procedure Modello preliminare Modello 1D Stato attuale