MECCANISMI FOCALI DISPENSA CORSO DI SISMOLOGIA PROF. NUNZIATA

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1 MECCANISMI FOCALI DISPENSA CORSO DI SISMOLOGIA PROF. NUNZIATA Una sorgente tipo faglia può essere schematizzata come lo scivolamento relativo tra due blocchi con la dislocazione vincolata ad appartenere al piano di separazione tra essi L orientazione del piano di faglia è determinata dalla conoscenza di due angoli: strike φ S (0 φ S 2π ) azimuth della proiezione in superficie della faglia rispetto al Nord dip δ (0 δ π/2 ) angolo misurato verso il basso dalla superficie al piano di faglia, nel piano verticale ortogonale alla direzione di strike Il moto relativo dei due blocchi è definito mediante il vettore di slip la cui direzione è data Dall angolo di slip o rake λ (-π<λ π) angolo misurato nel piano di faglia a partire dalla direzione di strike del vettore di slip. Lo slip viene preso come la direzione della hanging wall rispetto alla foot wall. Il modulo D del vettore di slip corrisponde allo spostamento complessivo dei due blocchi.

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3 Radiazione da una dislocazione di taglio X 1 direzione di slip X 2 piano di faglia X 3 ortogonale piano di faglia r,θ,φ coordinate sferiche Lo spostamento associato alle onde P in campo lontano u r sin2θcosφ Nel piano x 1 x 3 (φ=0 ) u r sin2θ Tale funzione mostra un pattern azimuthale a 4 lobi che riflette un andamento a quadranti alternati di Moto compressivo (in allontanamento dalla sorgente) Moto dilatazionale (in avvicinamento alla sorgente) L ampiezza più grande dell onda P è attesa nel mezzo dei quattro quadranti per θ=45 ossia a 45 dal piano di faglia.

4 L ampiezza e la polarità dello spostamento associato alle onde P è conservato lungo il percorso verso i ricevitori. Se è disponibile un numero sufficiente di osservazioni del primo arrivo P e se la sua orientazione è ripropagata indietro verso la sorgente, è possibile determinare l orientazione del piano di faglia. Tuttavia la simmetria del pattern a quadranti alternati di compressione e dilatazione inroduce un ambiguità nell identificazione del piano di faglia utilizzando soltanto le polarità dei primi arrivi P. Esiste, cioè, un piano, detto piano ausiliario, ortogonale al piano di faglia e indistinguibile da esso.

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6 Immaginiamo una piccola sfera (focale) centrata sul fuoco di un terremoto. Il raggio sismico che arriva a ciascun ricevitore interseca la semisfera focale inferiore con un angolo i dalla verticale e azimuth A misurato rispetto al Nord. La semisfera viene proiettata su un piano orizzontale mediante una proiezione stereografica

7 Le regioni scure indicano Compressione onde P

8 Rappresentare la stazione S individuata da A=N20 E i=40 Individuare la posizione Del ricevitore e marcarla Con una X Ruotare il lucido fino a far Coincidere la X con il Nord e misurare 40 dal centro verso la X Ruotare di nuovo il lucido per ripristinare il Nord

9 Trovare il cerchio che unisce le stazioni S ed R Posizionare S ed R Come sopra Ruotare il lucido fino a trovare un meridiano che passa per R ed S Ruotare di nuovo il lucido Fino a trovare il Nord

10 1) Fissare un foglio di carta trasparente al centro del reticolo. 2) Disegnare i primi moti sulla carta trasparente rappresentando, ad esempio, le dilatazioni con cerchi vuoti e le compressioni con cerchi pieni.

11 3) Ruotare il foglio di carta trasparente fino a trovare un cerchio massimo che separa i moti positivi da quelli negativi. 4) Disegnare il cerchio massimo: esso rappresenta il piano nodale 1. 5) Il dip del piano nodale 1, δ 1, è misurato lungo l equatore del reticolo dal bordo esterno al cerchio massimo. Notiamo che un piano orizzontale con dip nullo si situerà sul bordo del reticolo mentre un piano verticale con dip pari a 90 coinciderà con la verticale nord-sud del reticolo. 6) Contare 90 lungo l equatore del reticolo a partire dalla sua intersezione con il piano nodale 1. 7) Disegnare il punto P1 così individuato. Tale punto costituisce il polo del piano nodale 1.

12 8) Il secondo piano nodale deve separare i moti positivi dai negativi e, dovendo essere perpendicolare al piano nodale 1, deve passare per il polo P 1. Bisogna quindi ruotare il foglio di carta trasparente fino a trovare un cerchio massimo che passa per P 1 e separa i moti positivi da quelli negativi. 9) Disegnare questo secondo cerchio massimo: esso rappresenta il piano nodale 2. 10) Ripetere i passi 5, 6, e 7 per trovare il dip del piano nodale 2, δ 2, e il punto P 2, il polo del piano nodale 2.

13 11) Ruotare il foglio di carta trasparente finchè il Nord è di nuovo al top del reticolo. 12) Lo strike di piani nodali è misurato in senso orario lungo il bordo del reticolo a partire dal punto N. Nell esempio, i due piani hanno strike pari a 78 e 147.

14 13) Il vettore di slip risulta essere perpendicolare al piano ausiliario. Così, se il piano nodale 2 è il piano di faglia, il suo polo P1 rappresenta il vettore di slip mentre se il piano di faglia è il piano nodale 1, il vettore di slip sarà il suo polo P2. Lo strike della componente orizzontale dei vettori di slip si misura in senso orario rispetto al nord sul bordo del reticolo. In questo modo lo strike del vettore di slip appartiene all intervallo [0, 2π].

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16 Esplosione-implosione Faglia verticale strike slip Faglia verticale dip slip Faglia inversa 45 dip Dipoli vettori

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18 Simultanea estensione verticale e compressione orizzontale