Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri...

17
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Sezione di Napoli | Osservatorio Vesuviano Convenzione DPC INGV 2010-2012 Paola Cusano, Danilo Galluzzo, Mario La Rocca, Simona Petrosino, Francesca Bianco, Mario Castellano, Edoardo Del Pezzo RETE MOBILE & LABORATORIO ANALISI AVANZATE (LAV) UNITA’ FUNZIONALE “SISMOLOGIA E SISMOTETTONICA” Rapporto per Rendiconto dell’attività svolta nel 20102011 Pubblicato sotto licenza Creative Commons

Transcript of Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri...

Page 1: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Sezione di Napoli | Osservatorio Vesuviano

Convenzione DPC – INGV 2010-2012

Paola Cusano, Danilo Galluzzo, Mario La Rocca, Simona Petrosino, Francesca Bianco,

Mario Castellano, Edoardo Del Pezzo

RETE MOBILE & LABORATORIO ANALISI AVANZATE (LAV)

UNITA’ FUNZIONALE “SISMOLOGIA E SISMOTETTONICA”

Rapporto per “Rendiconto dell’attività svolta nel 2010”

2011

Pubblicato sotto licenza Creative Commons

Page 2: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.
Page 3: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

3

LA RETE SISMICA MOBILE (resp. Dott. Mario La Rocca)

Introduzione

Nel 2010 la Rete Sismica Mobile della Sezione INGV di Napoli “Osservatorio Vesuviano” ha

continuato a svolgere l’attività di monitoraggio e ricerca nelle aree vulcaniche di Campi Flegrei e Vesuvio

utilizzando stazioni sismiche in acquisizione locale. Gli obiettivi di tale attività, affermatisi nel corso degli

anni e con una novità introdotta nel secondo semestre 2010, sono i seguenti:

1) Registrare dati di elevata qualità utilizzando la migliore strumentazione sismica disponibile,

contribuendo al monitoraggio dell'attività sismica nelle aree vulcaniche della Campania.

2) Monitorare il rumore sismico al fine di evidenziarne eventuali variazioni imputabili a cause naturali

possibilmente correlate all'attività vulcanica.

3) Individuare nuovi siti potenzialmente utilizzabili in caso di necessità e studiarne le caratteristiche

sismiche in modo da definirne il background.

4) Effettuare l’analisi dei segnali sismici mediante tecniche di array per monitorare l’eventuale

presenza di tremore vulcanico.

L'obiettivo n° 4 è attualmente realizzato nella sola area dei Campi Flegrei ove è operativo un array di

sismometri nell’area del comune di Pozzuoli.

Nel corso del 2010 la Rete Sismica Mobile ha contribuito, con l’impiego di alcuni sismometri ed un

acquisitore digitale, ad un esperimento realizzato sull'isola di Tenerife nell’ambito del Progetto di tomografia

sismica “HISS”, in collaborazione con l'Università di Granada. A giugno, nell’ambito di una convenzione di

carattere professionale, quattro stazioni sismiche equipaggiate con accelerometri sono state installate a Vico

Equense (NA), in località Montechiaro, per monitorare le vibrazioni del suolo prodotte dalla detonazione di

cariche esplosive utilizzate per la realizzazione di un tunnel.

Sono da segnalare alcune significative variazioni sulle stazioni della Rete Mobile installate nelle aree

vulcaniche campane: a gennaio è stata installata la stazione MDV2 a Pomigliano d'Arco, in area vesuviana; a

febbraio è stata installata la stazione BULG, nella conca di Agnano, zona Campi Flegrei. Tuttavia la novità

di maggior rilievo è l’installazione dell'array sismico ARF nell’area del comune di Pozzuoli. Nulla è

cambiato invece per le due stazioni operative in ambito regionale lontano dai vulcani (SCP2 a San Cipriano

Picentino, e SMFK a Castel San Giorgio).

Pertanto, nel corso del 2010, la Rete Mobile ha gestito 9 stazioni sismiche a larga banda (di cui 3

multisensore) ed un array nell'area dei Campi Flegrei, 3 stazioni a larga banda (di cui 1 multisensore) sul

Vesuvio e 2 stazioni in ambito regionale. In figura 1 è visibile l’intera configurazione della Rete Mobile

durante il 2010, mentre le tabelle 1, 2 e 3 riassumono le caratteristiche principali di tutta la strumentazione

utilizzata.

Tutte le stazioni della rete mobile acquisiscono i dati in modalità continua su vari tipi di memoria

locale (hard disk, card PCMCIA, flash card); periodicamente se ne provvede alla sostituzione e decodifica

nel predisposto Laboratorio Rete Mobile. Tutti i sismometri e gli accelerometri utilizzati dalla Rete Mobile

sono a tre componenti.

Le stazioni multisensore sono uno dei punti di forza della Rete Mobile in quanto garantiscono una

registrazione ottimale di ogni tipo di segnale sismico in una banda di frequenze estremamente ampia, non

eguagliabile utilizzando un solo sensore. Infatti, i sismometri a larga banda Guralp CMG-40T e Geotech

KS2000, caratterizzati da risposta piatta in velocità in un range molto ampio (0.016-50 Hz per il Guralp,

0.0083-50 Hz per il Geotech) ed elevata sensibilità, sono strumenti ideali per registrare tutti i segnali sismici

comunemente osservabili in ambiente vulcanico, compreso tremore ed eventi VLP. D'altra parte

l'accelerometro (Kinemetrics Episensor ES-T) ha risposta piatta in accelerazione nel range di frequenze 0-

200 Hz. Pertanto è utilizzabile sia per osservare gli eventi sismici legati all'attività vulcanica e tettonica, che

per osservare segnali di periodo estremamente lungo. In pratica l’accelerometro è equivalente ad un tiltmetro

in una banda di frequenze molto ampia. Inoltre il range dinamico di 144 dB nominali degli acquisitori,

corrispondente a 24 bit, associato alle caratteristiche dinamiche dell’accelerometro, garantiscono una

registrazione ottimale dei segnali sismici associati al massimo evento atteso nelle aree del Vesuvio e dei

Campi Flegrei.

Page 4: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

4

Figura 1. Stazioni della Rete Sismica Mobile operative nel 2010. Per le specifiche tecniche della strumentazione

installata si vedano le Tabelle 1 (Campi Flegrei), 2 (Vesuvio) e 3 (regionale).

Potenziamento della Rete Sismica Mobile ai Campi Flegrei

La disposizione delle stazioni operative durante il 2010 nell'area dei Campi Flegrei è mostrata in

dettaglio in figura 2, mentre le caratteristiche tecniche sono riassunte nella Tabella 1. A febbraio è stata

installata la stazione BULG nella conca di Agnano. Questa stazione (ubicata in un deposito della ditta Bullon

Gamma) acquisisce i segnali prodotti da un sismometro a larga banda Geotech KS2000 (periodo di 120 s). In

agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico

dei Campi Flegrei. L'array è costituito da sei sismometri Lennartz LE-3Dlite a tre componenti, con periodo

proprio di 1 secondo, collegati via cavo ad un acquisitore Reftek 130 18MC a 18 canali. L’array è disposto in

prossimità della stazione CELB. L'acquisizione avviene in modalità continua (100 campioni al secondo) su

supporto locale. Periodicamente si provvede alla sostituzione della memoria in modo da decodificare ed

elaborare i dati in laboratorio. La massima estensione dell'array, la cui configurazione è mostrata in figura 2,

è di circa 400 metri nella direzione NE-SW. L'acquisizione dei dati è iniziata il 4 agosto ed è proseguita fino

al 31 dicembre e oltre con una sola interruzione nella prima metà di settembre per mancanza di energia

elettrica. Nel periodo di funzionamento dell'array non ci sono stati terremoti locali significativi, pertanto i

dati registrati contengono prevalentemente rumore sismico, con qualche segnale transiente di origine

artificiale e pochi terremoti regionali. In figura 3 sono mostrati i risultati dell'analisi con il metodo di array

Zero Lag Cross Correlation per il terremoto di Foggia del 17.09.2010, ore 12:21 UTC, M=4.4. L'analisi è

stata effettuata sulle componenti verticali filtrate nella banda 1 - 3 Hz. Nonostante la bassa frequenza e la

distanza tra le stazioni non superiore a qualche centinaio di metri, i segnali sono notevolmente diversi alle

varie stazioni dell'array. Tale osservazione è imputabile alla forte eterogeneità nella struttura crostale

sottostante l'array, ben nota in letteratura. La figura 3 mostra, oltre ai sismogrammi, la correlazione, la

slowness e il backazimuth calcolati su finestra mobile per tutto il terremoto. I simboli blu rappresentano i

risultati relativi alle finestre la cui correlazione supera la soglia di 0.5. I primi secondi di segnale sono

caratterizzati da correlazione molto maggiore rispetto al rumore di fondo e slowness molto piccola, il che

indica un’incidenza quasi verticale del fronte d'onda. Altre fasi con buona correlazione sono visibili nella

coda della P e nella parte finale della coda. Al contrario, tutta la parte dei sismogrammi dominata dalle onde

S appare completamente scorrelata.

Page 5: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

5

Rete Mobile Campi Flegrei nel 2010

Sigla Acquisitore Sensore Data installazione Frequenza camp. (Hz)

Lat Long Quota (m s.l.m.)

AMS2 MARSlite LE-3D/20s Gennaio 2006 125 40.8264 14.1604 35

ASB2 MARSlite LE-3D/20s Novembre 2004 125 40.8435 14.1459 12

BGNB M24 Guralp CMG-40T

Episensor FBA ES-T

Ottobre 2005 125 40.8189 14.1454 4

BULG MARSlite Geotech KS2000 Febbraio 2010 125 40.8312 14.1627 18

CELB Reftek 130 Geotech KS2000

Episensor FBA ES-T

Marzo 2008 100 40.8320 14.1231 50

MSGG M24 / MARSlite

Geotech KS2000 Gennaio 2009 100/125 40.8424 14.1824 120

OMN2 MARSlite LE-3D/20s Giugno 2005 125 40.8333 14.0904 40

OVDG M24 Geotech KS2000 2003 100 40.8197 14.1827 14

ARF (array)

Reftek 130 18MC

6 Lennartz LE-3Dlite Agosto 2010 100 40.8320 14.1231 50

Tabella 1. Caratteristiche strumentali della Rete Sismica Mobile operativa nell’area dei Campi Flegrei durante il 2010.

Rete Mobile Vesuvio nel 2010

Sigla Acquisitore Sensore Data installazione Frequenza camp. (Hz)

Lat Long Quota

(m s.l.m.)

BKSG MARSlite Guralp CMG-40T Ottobre 2008 125 40.8065 14.4220 600

BKWG

BKWK

MARSlite

Taurus

Guralp CMG-40T

Episensor FBA ES-T

Ottobre 2008

125

100

40.8242 14.4143 834

MDV2 MARSlite LE-3D/20s Gennaio 2010 125 40.9152 14.4022 45

Tabella 2. Caratteristiche strumentali della Rete Sismica Mobile operativa nell’area del Vesuvio durante il 2010

Rete Mobile Regionale nel 2010

Sigla Acquisitore Sensore Data installazione Frequenza camp. (Hz)

Lat Long Quota

(m s.l.m.)

SCP2 Taurus LE-3D/20s Gennaio 2006 100 40.7005 14.8767 220

SMFK Taurus Episensor FBA ES-T Gennaio 2006 100 40.7753 14.7048 90

Tabella 3. Caratteristiche strumentali della Rete Sismica Mobile operativa in ambito regionale durante il 2010.

Page 6: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

6

Figura 2. Rete Sismica Mobile installata ai Campi Flegrei. Per le specifiche tecniche della strumentazione installata si

veda la Tabella 1.

Figura 3. Risultati dell'analisi ZLCC sulle componenti verticali del terremoto di Foggia del 17-09-2010

registrato all'array ARF.

Page 7: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

7

Potenziamento della Rete Sismica Mobile al Vesuvio

A gennaio 2010 è stata installata la stazione MDV2, a Pomigliano d'Arco. Essa è costituita da

acquisitore Lennartz MARSlite e sismometro Lennartz LE-3D/20s. Inoltre da marzo a novembre è stato

operativo anche il sensore accelerometrico nel sito di Bunker Ovest (BKWK). L'acquisizione di questi dati è

stata interrotta a novembre per la scarsa energia fotovoltaica disponibile nei mesi invernali, e sarà ripristinata

a fine febbraio 2011, quando il maggiore irraggiamento garantirà energia sufficiente per la doppia

strumentazione.

Analisi del rumore sismico

I dati registrati dalle stazioni flegree della Rete Mobile sono stati elaborati per monitorare eventuali

variazioni nell'ampiezza del rumore sismico che possano essere correlate ad attività vulcanica. I segnali

sismici sono stati filtrati in 4 diverse bande di frequenza: 0.02 – 0.2 Hz, 0.2 – 2 Hz, 2 – 10 Hz, 10 – 30 Hz.

Sui segnali filtrati è stato calcolato l'rms su finestra mobile di 300 secondi, quindi è stata calcolata la media

dei valori ottenuti per le tre componenti. Le bande di frequenza 2 – 10 Hz e 10 – 20 Hz sono le più

interessanti per i terremoti locali. I terremoti regionali interessano le bande 0.2 – 2 Hz e 2 – 10 Hz, mentre i

telesismi sono visibili soprattutto nella banda 0.02 – 0.2 Hz. I risultati ottenuti mostrano che nelle due bande

a frequenza più alta il contributo antropico è di gran lunga preponderante. Infatti, in queste due bande

l'ampiezza del segnale sismico mostra in modo evidente il ciclo giorno-notte e il ciclo settimanale,

chiaramente legati alle attività umane. La banda 0.2 – 2 Hz è quella maggiormente influenzata dalle

condizioni meteo, in particolare attraverso il moto ondoso del mar Tirreno. In figura 4 è mostrato, a titolo di

esempio, il confronto dell’ampiezza del rumore alle stazioni ASB2, BGNG e CELG per i mesi di ottobre e

novembre 2010. I risultati relativi alle quattro diverse bande di frequenza sono stati rappresentati applicando

uno smoothing con finestra di tipo Hanning di larghezza 5.

E' interessante notare come l'ampiezza del rumore nelle bande 2-10 Hz e 10-30 Hz sia molto diversa

alle varie stazioni. In particolare il segnale di BGNG ha ampiezza molto superiore alle altre nella banda 10-

30 Hz, mentre risulta molto inferiore nella banda 2-10 Hz. Al contrario, nelle bande di frequenza più bassa

l'ampiezza del rumore è molto simile alle varie stazioni.

Figura 4. Ampiezza del rumore sismico registrato alle stazioni ASB2, BGNG, CELG nel periodo ottobre-novembre,

calcolata in quattro diverse bande di frequenza contigue.

Page 8: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

8

Terremoti locali in aree vulcaniche

L'attività sismica nelle aree vulcaniche campane è stata estremamente ridotta nel 2010, con pochi

terremoti di bassa magnitudo. L'evento più interessante è sicuramente lo sciame di terremoti vulcano-

tettonici avvenuto ai Campi Flegrei il 30 marzo. Alcune decine di terremoti, tutti di bassa magnitudo (max

1.2) sono stati registrati tra le 16:00 e le 17:00 UTC. Tali eventi sono stati localizzati nell'area denominata

Pisciarelli, a NE della Solfatara. Gli eventi più energetici sono stati avvertiti dalla popolazione nell'area

epicentrale, nonostante la magnitudo molto bassa. La figura 5 mostra la componente verticale della

successione di eventi, concentrati tra le 16:15 e le 16:50, acquisiti dalla stazione ASB2.

Figura 5. Sciame di terremoti vulcano-tettonici registrato dalla stazione ASB2 il 30 marzo 2010.

Terremoti regionali

Per quanto riguarda la sismicità a livello regionale nel 2010 non ci sono stati terremoti rilevanti

localizzati sul territorio italiano. Gli eventi più energetici sono avvenuti a Lipari (M=4.5, 16.08.2010) e a

Foggia (M=4.4, 17.09.2010), ma fortunatamente non hanno causato danni a cose e persone. Per quanto

riguarda i segnali sismici registrati dalle stazioni della Rete Mobile, l'ampiezza maggiore è stata osservata in

occasione del terremoto di magnitudo 4.4 avvenuto a Foggia il 17 settembre 2010. Un terremoto regionale

particolarmente interessante è avvenuto nel mar Tirreno il 3 novembre 2010, localizzato a una profondità di

485 km e con magnitudo 5.3. La figura 6 mostra i segnali sismici registrati dalle stazioni flegree in occasione

Page 9: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

9

di tale terremoto. Le componenti verticali mostrano una buona somiglianza sia per la forma d'onda che per

l'ampiezza alle varie stazioni. Al contrario i segnali registrati dalle componenti orizzontali mostrano delle

differenze sorprendenti sia in ampiezza che in fase. Ancora una volta questo fenomeno denota la forte

eterogeneità nella struttura crostale dell'area flegrea.

Figura 6. Terremoto profondo del mar Tirreno (03.11.2010, M=5.3) registrato alle stazioni flegree.

Telesismi

Nel corso del 2010 sono avvenuti 23 terremoti di magnitudo superiore o uguale a 7.0

(http://www.emsc-csem.org). Tra questi il terremoto di Haiti del 12 gennaio, M=7.1, ha avuto conseguenze

catastrofiche per la città di Port au Prince e la regione circostante a causa della sorgente molto superficiale in

prossimità della città e della fragilità delle costruzioni. Questo evento è stato registrato molto bene dalle

stazioni sismiche della Rete Mobile. Data la distanza epicentrale di 75.6 gradi, nei sismogrammi

predominano le onde di volume che si sono propagate attraverso il mantello. La figura 7 mostra i primi 4

minuti circa di segnale registrato alle varie stazioni e filtrato con un filtro passa basso ad 1 Hz. Come

previsto la fase P iniziale ha una forma molto simile sulla componente verticale delle varie stazioni. Tuttavia

l'osservazione delle componenti orizzontali mostra delle notevoli differenze di ampiezza tra le stazioni

flegree e le altre. Infatti, nei Campi Flegrei si osserva molta più energia sulle componenti orizzontali rispetto

al Vesuvio e a SCP2. Questo indica chiaramente una diversa struttura crostale al di sotto delle diverse aree

geografiche.

Page 10: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

10

Figura 7. Sismogrammi filtrati passa basso 1 Hz per il terremoto di Haiti del 12 gennaio 2010.

Il terremoto più forte del 2010 è avvenuto in Cile, il 27 febbraio 2010, con magnitudo 8.8

(http://www.emsc-csem.org). Anche questo terremoto ha causato ingenti danni in una vasta area, nonostante

l'epicentro sia stato localizzato in mare. La distanza epicentrale di questo evento è superiore a 110 gradi per

le stazioni in Campania, quindi l'evento si trova nella zona d'ombra. Pertanto alle stazioni della Rete Mobile

l'evento inizia con la fase Pc, cioè un segnale che nel suo tragitto si è propagato attraverso il nucleo esterno.

Una caratteristica notevole del terremoto del Cile è la grande ampiezza delle onde superficiali da esso

generate. In figura 8 sono mostrati i sismogrammi delle tre componenti, verticale, radiale e trasversale,

registrati alla stazione CELG (Pozzuoli). Nei sismogrammi in alto, filtrati con un filtro passa basso a 0.1 Hz,

si vedono numerose fasi di volume nei primi 40 minuti dal tempo origine, seguite dalle onde superficiali di

ampiezza nettamente maggiore (nella finestra 45 m – 100 m). I sismogrammi mostrati in basso sono filtrati

stavolta con un filtro passa basso a 0.01 Hz. In questi segnali si possono distinguere molto bene i primi tre

gruppi di onde superficiali, denominati rispettivamente R1, R2 e R3 per le Rayleigh, e L1, L2 e L3 per le

Love. Le onde L1 e R1 raggiungono la stazione percorrendo il tragitto superficiale diretto, che in questo caso

è di 110.7 gradi, pari a 12300 km. Le onde L2 e R2 invece raggiungono la stazione girando in verso opposto,

quindi percorrendo un tragitto di 249.3 gradi (27700 km). Infine le onde L3 e R3 sono le stesse evidenziate

nei riquadri L1 e R1 ma dopo aver percorso un intero giro della Terra, quindi un tragitto di 470.7 gradi, pari

a circa 52250 km.

Page 11: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

11

Figura 8. Terremoto del Cile registrato alla stazione CELG. Le due terne di sismogrammi sono filtrate in due bande di

frequenza diverse.

Page 12: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

12

IL LABORATORIO DI ANALISI AVANZATE (LAV) (resp. Dott.ssa Simona Petrosino)

Il Laboratorio di Analisi aVanzate (LAV) è la struttura afferente alla U.F. Sismologia e

Sismotettonica che si occupa di effettuare analisi off-line dei dati sismici, quali localizzazioni 3D ad alta

risoluzione, definizione dei parametri spettrali, studio del rumore sismico.

Nel corso del 2010 il LAV ha fornito i seguenti risultati:

Vesuvio

Le localizzazioni probabilistiche dei terremoti rilevati nel periodo gennaio–ottobre 2010 sono state

ottenute utilizzando il modello di velocità 3D (Scarpa et al., 2002) mediante algoritmi di ricerca su griglia

(Lomax et al., 2000). I picking dei tempi di arrivo delle fasi P ed S sono stati effettuati sui segnali rilevati sia

alla Rete Mobile che alla Rete Permanente. In figura 9 sono mostrate le tre sezioni (orizzontale, Nord-Sud,

Est-Ovest), con le localizzazioni (17 eventi) ottenute per il data-set analizzato. La sismicità risulta

concentrata in area craterica ed interessa i primi 3 Km di profondità.

Figura 9. Localizzazione delle sorgenti sismiche al Vesuvio; i cerchi corrispondono al valore delle coordinate spaziali

per le quali la probabilità è massima.

Page 13: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

13

Campi Flegrei

Le localizzazioni probabilistiche dei terremoti rilevati nel periodo gennaio-ottobre 2010 nell’area dei

Campi Flegrei sono state ottenute mediante algoritmi di ricerca su griglia (Lomax et al., 2000), utilizzando il

modello di velocità 3D (Zollo e Judenherc, 2004). Il picking dei tempi di arrivo delle fasi P ed S è stato

effettuato sui segnali rilevati sia alla Rete Mobile che alla Rete Permanente. Del data set originario,

composto da 161 eventi, 147 costituiscono uno sciame sismico verificatosi il 30 marzo 2010. Di questo

sciame 75 eventi sono risultati localizzabili (densità di probabilità riportata in figura 10) e mostrano una

profondità prevalente tra 1 e 2 Km al di sotto del livello del mare.

Figura 10. Densità di probabilità per le localizzazioni relative allo sciame sismico avvenuto ai Campi Flegrei

il 3 marzo 2010.

I restanti 14 terremoti risultano localizzati nei primi 4 km di profondità (figura 11).

Page 14: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

14

Figura 11. Localizzazione degli eventi sismici avvenuti ai Campi Flegrei; i cerchi corrispondono al valore delle

coordinate spaziali per le quali la probabilità è massima.

Analisi temporale del rumore sismico

Il monitoraggio delle variazioni di ampiezza del rumore sismico viene effettuato sui dati rilevati alla

stazione sismica a larga banda della Rete Sismica Mobile ASB2, installata agli Astroni. Tale parametro viene

monitorato per rilevare eventuali incrementi nei livelli di rumore che potrebbero essere correlati

all’insorgenza di tremore vulcanico. Il valore medio (rms) dell’ampiezza del rumore viene calcolato su

finestre temporali di un’ora estratte dalle registrazioni giornaliere notturne e diurne. L’rms viene calcolato sia

sul segnale non filtrato, sia in 3 bande di frequenza (1-5 Hz, 1-10 s, 10-20 s). Nell’area flegrea non si

evidenziano particolari variazioni nei livelli di rumore sismico rilevati nel corso del 2010 (figure 12 e 13).

Page 15: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

15

Figura 12. Andamento temporale del valore medio dell’ampiezza (rms) del rumore (fascia oraria notturna) rilevato alla

stazione ASB2 e mediato sulle 3 componenti.

Figura 13. Andamento temporale del valor medio dell’ampiezza (rms) del rumore (fascia oraria diurna) rilevato alla

stazione ASB2 e mediato sulle 3 componenti.

Page 16: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

16

Analisi di polarizzazione del rumore sismico

A partire da gennaio 2010 viene effettuato il monitoraggio dei parametri di polarizzazione (azimut,

dip e rettilinearità) del rumore sismico rilevato alla stazione sismica a larga banda della Rete Sismica Mobile

ASB2, installata agli Astroni. Tali parametri vengono monitorati per rilevare eventuali cambiamenti nella

direzione di provenienza del rumore che potrebbero essere correlati all’attività vulcanica. I valori medi

giornalieri (media circolare) dei parametri vengono calcolati su finestre temporali di un’ora, in 2 bande di

frequenza, 0.1-1 Hz e 1-5 Hz. Nel corso del 2010 nell’area flegrea non si evidenziano variazioni significative

(figure 14 e 15).

Figura 14. Andamento temporale del valore medio dei parametri di polarizzazione rilevati alla stazione ASB2 nella

banda 0.1-1.0 Hz; pannello superiore: azimut; pannello centrale: dip; pannello inferiore: rettilinearità. In alto a destra

viene riportato il diagramma a rosa relativo alla distribuzione dell’azimut.

Page 17: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia · agosto è stato installato un array di sismometri nei pressi di Pozzuoli per migliorare il monitoraggio sismico dei Campi Flegrei.

P. Cusano et al., Rete Mobile & Laboratorio Analisi aVanzate (LAV) – Rendiconto attività 2010

________________________________________________________________________________________________

17

Figura 15. Andamento temporale del valore medio dei parametri di polarizzazione rilevati alla stazione ASB2 nella

banda 1-5 Hz; pannello superiore: azimut; pannello centrale: dip; pannello inferiore: rettilinearità. In alto a destra viene

riportato il diagramma a rosa relativo alla distribuzione dell’azimut.

Bibliografia

Lomax A., Virieux J., Volant P. e Berge C. (2000). Probabilistic earthquake location in 3D and layered

models: Introduction of a Metropolis-Gibbs method and comparison with linear locations. In Thurber, C.H.

and Rabinowitz N. (eds.): Advances in Seismic Event Location, Kluwer, Amsterdam, 101-134.

Scarpa R., Tronca F., Bianco F. e Del Pezzo E. (2002). High resolution velocity structure beneath Mount

vesuvius from seismic array data. Geophys. Res. Lett., 29 (21): 2040-2044.

Zollo A. e Judenherc S. (2004). The Bay of Naples (southern Italy): Constraints on the volcanic structures

inferred from a dense seismic survey. J. Geophys. Res., 109, B10312.doi: 10.1029/2003JB002876.

Parole chiave: accelerometro, array, sismometro, stazione sismica, telesisma, terremoto vulcano-tettonico,

terremoto vulcanico a bassa frequenza, Geotech, Guralp, Kinemetrics, Lennartz, MARSlite, Nanometrics,

Reftek, Taurus.

Ringraziamenti

Alcune stazioni della Rete Mobile sono ospitate da enti locali o da privati cittadini che hanno messo

a disposizione il sito e in alcuni casi anche l'energia elettrica. Pertanto si ringraziano l'Oasi Naturalistica del

WWF del Parco degli Astroni (stazione ASB2), la famiglia Nardacchione (AMS2), l'Oasi Naturalistica di

Monte Nuovo (Comune di Pozzuoli, OMN2), la COPIN S.p.A. (CELB), la Sepsa (BGNB), la ditta Bullon

Gamma (BULG) e il dott. Mauro Di Vito (MDV2).