La linea di Attività (LdA) “Ricerca Terremoti” dell’ONT include attività di ricerca focalizzate allo studio dei terremoti s.l., con particolare attenzione alla comprensione dei processi di preparazione, genesi ed evoluzione dell’evento, dei suoi effetti sul territorio, e del contesto geodinamico in cui si verifica. Questi studi si integrano con quelli a scala globale per l’osservazione, la comprensione e la modellazione dei fenomeni che governano la Terra Solida dal suo interno alla superficie.
La linea affronta tematiche di ricerca fortemente multidisciplinari, in collaborazione con le LdA di altre sezioni e dei Dipartimenti Vulcani e Ambiente, integrando approcci metodologici classici propri della sismologia s.l., della geologia, della tettonica, della geomorfologia, della geodesia, della geofisica e della geochimica, e basando la propria ricerca sui dati prodotti dalle infrastrutture (le reti sismiche, geodetiche e geochimiche; gli osservatori multiparametrici (TABOO); i dati satellitari per il telerilevamento; i sistemi di calcolo) e dalle banche dati dell’INGV.
Gran parte degli studi svolti in questa LdA hanno una ricaduta diretta e forniscono supporto alle attività della LdA “Terremoti - Servizi e Ricerca per la Società”.
Nella LdA "Ricerca Terremoti", all’interno dell’ONT, le attività di ricerca sono focalizzate al raggiungimento dei tre obiettivi strategici individuati nel piano triennale 2019-2021.
01: Struttura 3D dell’Italia
02: Caratterizzazione della sorgente sismica dall’osservazione multiscala ai modelli numerici e agli esperimenti di laboratorio
03: Nuove sfide per la comprensione del dove e quando avverrà il prossimo grande terremoto
Nell’ambito di questi 3 obiettivi, la ricerca è articolata in 8 tematiche di ricerca principali, a cui si aggiungono alcune tematiche di ricerca libera.
T1: Struttura interna della terra: Questa tematica integra discipline quali geofisica, geologia, geochimica, geodesia, fisica, matematica e scienze computazionali. Le metodologie utilizzate sono molteplici (e.g., tomografia sismica con i diversi tipi di onde, anisotropia, modelli di attenuazione, modellazione 3D, localizzazione di terremoti ad alta precisione per definire la geometria delle strutture di faglia).
T2: Deformazione crostale attiva: Obiettivi di questa tematica sono la ricostruzione del campo di sforzo e deformazione regionale nelle varie fasi del ciclo sismico integrando osservazioni sismologiche, geodetiche, geologiche, geomorfologiche, geochimiche.
T3: Sorgente Sismica: L’ONT contribuisce a questo obiettivo con studi di diversa natura che riguardano la sorgente sismica (e.g., Time Domain Moment Tensor http://cnt.rm.ingv.it/tdmt, modellazione faglia finita, inversione congiunta dati InSAR, GPS, accelerometrici; meccanismi focali non doppia coppia). Un esempio di studio è la ricostruzione dei piani di rottura coinvolti nella genesi ed evoluzione della sequenza nel 2016-17 in Italia centrale, integrando dati geodetici e sismologici (Figura 1).
T4: Sismicità dell’Italia: L’ONT genera cataloghi di sismicità strumentali di alta qualità per la caratterizzazione della sismicità italiana attraverso le attività di ricerca del Bollettino Sismico Italiano (http://cnt.rm.ingv.it/bsi; Figura 2) e attraverso la compilazione di cataloghi ad alta risoluzione ottenuti dall’acquisizione ed elaborazione di dati sismici della Rete Sismica Mobile.
T5: Sismologia, geofisica e geologia per l’ingegneria sismica: Rientrano in questo settore lo sviluppo di leggi predittive del moto del suolo, lo studio degli effetti di sito e di near-source, il calcolo di mappe di scuotimento (http://shakemap.rm.ingv.it/shake/index.html).
T6: Studi di Pericolosità Sismica e da Maremoto: Questa tematica prevede lo sviluppo di modelli di pericolosità sismica e da maremoto, a lungo e a medio-breve termine.
T7: Variazioni delle caratteristiche crostali e precursori sismici: Questi studi riguardano principalmente il ruolo dei fluidi nella sismogenesi condotti a differenti scale e attraverso osservatori multidisciplinari.
T8: Sismologia in Tempo Reale: Questo campo di ricerca unisce l'analisi dei segnali sismici in real-time per la mitigazione del rischio sismico, attraverso l’utilizzo di sismologia computazionale ad alte prestazioni (HPC) e di Intelligenza Artificiale.
Ulteriori ricerche sono legate alla tematica trasversale ai tre dipartimenti “Studi per le Georisorse” per la caratterizzazione delle georisorse e più in generale per studi di sismicità indotta da attività antropiche (reservoir di idrocarburi, campi geotermici, stoccaggio di gas naturale e CO2, invasi artificiali).
Figura 1: Il terremoto del 30 ottobre 2016 Mw 6.5, ha stimolato numerosi studi e un ampio dibattito sulla ricostruzione del processo di fagliazione che ha accompagnato questo evento. È emersa una forte complessità della sorgente. Nella figura è riportato uno dei più recenti modelli pubblicati ottenuto invertendo le forme d’onda in velocità di 36 stazioni accelerometriche, e lo spostamento cosismico registrato da 105 stazioni GPS. Secondo questo modello cinematico la rottura è composta da due faglie perpendicolari tra loro (Scognamiglio et al., 2018, Journal of Geophysical Research, doi:10.1002/2018JB015603).
Figura 2: I dati della sismicità italiana vengono analizzati ed elaborati costantemente, e pubblicati quadrimestralmente, nel Bollettino Sismico Italiano (BSI, http://cnt.rm.ingv.it/bsi). Il Bollettino è uno strumento utilissimo allo studio e alla caratterizzazione della sismicità italiana e del suo andamento nel tempo. In figura vengono mostrate le localizzazioni ottenute dalle fasi P ed S lette dagli analisti del BSI, per la ricostruzione della geometria delle faglie attivate durante i giorni di maggiore attività (early aftershocks) della sequenza sismica 2016-17 nel Centro Italia (Improta et al., 2019, Scientific Report, doi:10.1038/s41598-019-43393-2). Gli eventi sismici sono proiettati su una sezione con direzione Appenninica (N160°): (a) aftershocks del terremoto MW6.0 di Amatrice del 24 agosto (in viola); (b) aftershocks dei due terremoti MW5.3 e MW5.9 di Visso del 26 ottobre (in azzurro); (c) aftershocks del terremoto MW6.5 di Norcia del 30 Ottobre (in arancione). In grigio sono riportati gli eventi sismici avvenuti dopo il 24 luglio 2018.