SPECIALE Sequenza dell’Umbria e delle Marche (1997-1998)

Premessa:

Questa è solo un’analisi dal punto di vista sismico e geologico dei sismi avvenuti nel 1997 e nel 1998 in Umbria e nelle Marche. Sono stati volontariamente escluse analisi degli effetti del sisma, poichè l’obiettivo era quello di fare un riassunto scientificamente corretto delle variazioni delle sismicità. E’ stato utilizzato il database Iside (I dati sono presi dal Bollettino Sismico), nonostante la rete sismica fosse di livello molto inferiore, 15 anni fa, rispetto ad oggi. La profondità delle scosse è infatti molto spesso non precisa, così come è ben visibile la carenza di scosse di magnitudo inferiore a 2.

Introduzione:

Nel  1997 e nel 1998 una forte sequenza sismica ha interessato l’Umbria e le Marche, in un settore compreso tra le città di Gualdo Tadino e Norcia. Inizialmente l’attività sismica si è concentrata nei pressi della città di Massa Martana, con una moderata sequenza che iniziò a Maggio, andando scemando fino a Luglio.

Nel mese di Luglio fu registrata una debole attività sismica con Mw massima pari a 3.69, lungo le zone, colpite recentemente dalla lunga sequenza sismica di Gubbio e Pietralunga.

Da Settembre invece iniziò la forte sequenza sismica che colpì Colfiorito, Sellano, e nel 1998 anche Gualdo Tadino. L’intera sequenza sismica conta oltre 5600 scosse di M1.5+, con Mw Massima di 6.01 e ML complessiva pari a 6.33. Sono stati interessati diversi segmenti di faglia, che hanno generato tre diverse mainshocks di Mw superiore a 5.6, seguite da correlate aftershocks, anche di moderata intensità.

Distribuzione degli epicentri dal 01/01/1997 al 31/12/1998 – Serravalle di Chienti, raggio 45km – ISIDE (© ISIDe Working Group (INGV, 2010), Italian Seismological Instrumental and parametric database: http://iside.rm.ingv.it)
(Distribuzione degli epicentri in funzione alla latitudine ed al tempo, è utile per identificare le aree interessate dalle rotture dopo forti sismi, grazie alla distribuzione delle scosse di assestamento. Sono ben distinte le sequenze di Massa Martana, di Colfiorito, di Sellano e di Gualdo Tadino)
Aree interessate dalla macrosequenza all’interno del cerchio rosso

Analisi Dettaglio Massa Martana

Dal 3 Maggio 1997, una moderata microsequenza ha interessato la città di Massa Martana. Il 12 Maggio è avvenuto un terremoto di Mw 4.79 ad una profondità di 6km, considerabile come mainshock, preceduto da circa 20 scosse con Ml Massima 3.0, e seguito da numerose scosse di assestamento andate scemando fino alle fine di Luglio (Circa 130 di Ml superiore a 1.5), la più forte di Mw 3.69 il 15 Luglio 1997.

Le registrazioni della RSN hanno permesso la determinazione del meccanismo focale (strike = 175, dip = 40 e rake = -70) indicante un estensione con direttrice WSW-ENE.

Le repliche si localizzano sotto i Monti Martani a E- SE del paese di Massa Martana a profondità principalmente comprese tra i 4 e gli 8 km.

Di seguito le tre scosse di Ml3.0+ della microsequenza:

DataMagnitudoLatitudineLongitudineProfonditàTipo
03/05/1997 03:20342.84312.7835Foreshock
05/05/1997 12:03342.77712.5885Foreshock
12/05/1997 13:504.7942.80512.5975Mainshock

Analisi Dettaglio Colfiorito

Dai primi giorni di Settembre 1997 , è avvenuto un forte incremento dell’attività sismica nei pressi della città di Colfiorito. L’incremento ha avuto inizio il 3 Settembre 1997, quando è avvenuta una scossa di Mw 4.56 (Si prega di visionare il grafico “Distribuzione degli epicentri in funzione della latitudine, della magnitudo e del tempo – Zoom Colfiorito”). Nei giorni successivi (03/09/1997 al 25/09/1997), la velocità e l’intensità della sequenza si è mantenuta elevata (Media Magnitudo Giornaliera di 3.94), con circa 66 scosse di magnitudo superiore ad 1.5 di cui altre 3 di Mw4+, con una magnitudo momento complessiva pari a 4.85.

Si nota il forte incremento della magnitudo, rilasciata nei giorni precedenti alle due mainshocks di Mw6.01 e 5.7.

Nella tabella sono riportate le scosse di Mw superiore a 4, che hanno preceduto le due prime Mainshocks:

DataMagnitudoLatitudineLongitudineProfonditàTipo
03/09/1997 22:07Mw 4.5643.05912.8415Foreshock
07/09/1997 23:28Mw 4.3843.03412.7895Foreshock
09/09/1997 16:54Mw 4.0743.02312.8385Foreshock
10/09/1997 06:46Mw 4.1643.05712.8475Foreshock

Alle ore 00:33 del 26 Settembre 1997, una prima forte scossa di Mw5.70 colpisce il settore precedentemente interessato dall’aumento della sismicità, con epicentro tra le città di Colfiorito e Cesi, provocando ingenti danni (XI-VIII Mercalli). Seguono numerose repliche che si estendono a Sud dell’epicentro.

Dopo nove ore, alle 09:40, una seconda forte scossa di Mw6.01, interessa nuovamente la zona, con epicentro poco più a Nord della scossa precedente, con repliche che interessano invece un ampio settore a nord dell’epicentro.

Nelle mappe le due carte isosismiche che mostrano l’intensità mercalli delle due scosse. Mw5.7 a Sinistra, Mw6.01 a destra(DBMI11, the 2011 version of the Italian Macroseismic Database. http://emidius.mi.ingv.it/DBMI11)

Le due scosse hanno interessato due diversi segmenti di faglia, chiamati Colfiorito Nord e Colfiorito Sud. La prima scossa di Mw5.70, ha interessato la struttura Sud, con una rottura di circa 6Km, propagatasi bilateralmente ad una velocità di circa 3 km/s, in direzione NW-SE. La seconda scossa di Mw6.01, ha interessato invece la struttura Nord, con una rottura di circa 12Km, propagatasi unilateralmente in direzione NW, ad una velocità di circa 2.6Km/s (Zollo et al. 1999) (DISS Working Group 2010).

Direzioni di rottura generate dalle tre Mainshocks (Pino et al. 1999)
Interferogramma della superficie con i due meccanismi focali delle scosse del 26 Settembre 1997. L’interferogramma mostra lo spostamento provocato dalle due rotture (Stramondo et al. 1999)Maggiori informazioni sull’interferometria qui: http://treuropa.com/it/technique/insar-evolution/insar-interferometric-synthetic-aperture-radar-interferometry/

Le scosse di assestamento si sono in un primo momento (26/09/1997 al 05/10/1997) concentrate soprattutto nella struttura Nord, interessata dalla scossa più forte della sequenza, con oltre 1100 scosse di Ml superiore ad 1.5, una sola di Mw superiore a 5, il 3 Ottobre, di Mw5.25, ed 8 di Mw tra 4 e 5. (Si prega di visionare il grafico “Distribuzione degli epicentri in funzione alla latitudine e del tempo – Zoom 1997”). Il 6 Ottobre 1997, una scossa di Mw5.46 interessa la struttura Sud, favorendo l’accadimento delle repliche anche per in quel segmento di faglia.

Dal i primi giorni di Ottobre, diverse scosse cominciano ad interessare anche una zona a sud dei due clusters principali di Colfiorito, precisamente nei pressi della città di Sellano, dove è presente un terzo segmento di faglia, più piccolo rispetto agli altri due. Il 4 Ottobre 1997 viene registrata una scossa di Ml4.6 .

Il 12 Ottobre 1997, una moderata scossa di Ml5.1 colpisce nuovamente Sellano. Due giorni dopo, alle ore 15:23, una terza forte scossa di Mw5.65 colpisce il segmento di Sellano.

 (Carta Isosismica della terza Mainshock del 14 Ottobre 1997 – DBMI11, the 2011 version of the Italian Macroseismic Database. http://emidius.mi.ingv.it/DBMI11)

Distribuzione degli aftershocks successivi alle tre Mainshocks. Visibile il tipico andamento decadente con il passare del tempo.
Mappa delle tre sorgenti sismiche (DISS Working Group 2010) e propagazioni di rottura generate dalle tre mainshocks (Zollo et al. 1999)

La sequenza di assestamento si protrae per tutto il 1997, proseguendo anche oltre alla metà del 1998. Dopo la terza mainshock di Mw5.65 di Sellano, solo una scossa di Mw superiore a 5 interessa quel settore, con una scossa di Mw 5.03 con epicentro tra i clusters di Colfiorito Sud e Sellano, il 21 Marzo 1998, e 8 scosse con Mw compresa tra 4 e 5.

Analisi Gualdo Tadino

Il 26 Marzo 1998 una moderata scossa di Mw5.29 interessa un nuovo settore, a nord del cluster di Colfiorito Nord. La profondità ipocentrale tuttavia è di circa 48km. L’evento è quindi stato avvertito a grande distanza, ma ha provocato meno danni in superficie.

Il 3 Aprile 1998, un’altra scossa di Mw5.13 interessa nuovamente Gualdo Tadino, ma a profondità notevolmente più supericiale (tra i 9 e i 10 Km). Segue una nuova microsequenza, con Mw massima pari a 4.81, raggiunta il 5 Aprile 1998, andando a scemare fino alla fine di Agosto 1998.

Nella seguente tabella sono riportate le principali scosse (M4.0+) della sequenza di Colfiorito, di Sellano e di Gualdo Tadino in ordine di tempo (01/09/1997 al 31/08/1998)

DataLatitudineLongitudineProfonditàMagnitudoClusterTipo
03/09/1997 22:0743.05912.8415Mw 4.56ColfioritoForeshock
07/09/1997 23:2843.03412.7895Mw 4.38ColfioritoForeshock
09/09/1997 16:5443.02312.8385Mw 4.07ColfioritoForeshock
10/09/1997 06:4643.05712.8475Mw 4.16ColfioritoForeshock
26/09/1997 00:3343.01812.9137.9Mw 5.70Colfiorito SUDMainshock
26/09/1997 09:4043.02412.9265.5Mw 6.01Colfiorito NORDMainshock
03/10/1997 08:5543.02312.894.7Mw 5.25Colfiorito NORDAftershock
06/10/1997 23:2443.0112.9183.4Mw 5.46Colfiorito SUDAftershock
16/10/1997 12:0043.03212.8987.9Ml 4.5Colfiorito NORDAftershock
21/03/1998 16:4542.97812.9065Mw 5.03Colfiorito SUDAftershock
04/10/1997 16:1342.91712.9774Ml 4.6SellanoForeshock
12/10/1997 11:0842.89713.0085Ml 5.1SellanoForeshock
14/10/1997 15:2342.90712.9694.6Mw 5.65SellanoMainshock
09/11/1997 19:0742.85413.05910.7Ml 4.9SellanoAftershock
26/03/1998 16:2643.17512.8647.8Mw 5.29Gualdo TadinoMainshock
03/04/1998 07:2643.17712.7869.6Mw 5.13Gualdo TadinoAftershock
05/04/1998 15:5243.17712.77410Mw 4.81Gualdo TadinoAftershock
11/08/1998 05:2243.17112.8157.8Mw 4.53Gualdo TadinoAftershock

Altri grafici:


Sono stati utilizzati i seguenti Database:

ISIDE – (01/01/1997 al 31/12/1998 / Serravalle di Chienti Raggio 45Km) (© ISIDe Working Group (INGV, 2010), Italian Seismological Instrumental and parametric database: http://iside.rm.ingv.it)

DBMI11 – (Sono state corrette le Ml presenti su Iside, con i valori di Mw strumentale presente sul DB) (DBMI11, the 2011 version of the Italian Macroseismic Database. Milano, Bologna, http://emidius.mi.ingv.it/DBMI11)

DISS3.1 – (Per le sorgenti sismiche ed alcuni dettagli relativi ad esse) (DISS Working Group 2010)

Citazioni:

Zollo, A., Marcucci, S., Milana, G. and Capuano, P. (1999). The 1997 Umbria-Marche (central Italy) earthquake sequence: Insights on the mainshock ruptures from near source strong motion records. Geophysical Research Letters 26: doi: 10.1029/1998GL005285. issn: 0094-8276.

Stramondo, S., Tesauro, M., Briole, P., Sansosti, E., Salvi, S., Lanari, R., Anzidei, M., Baldi, P., Fornaro, G., Avallone, A., Buongiorno, M.F., Franceschetti, G. and Boschi, E. (1999). The September 26, 1997 Colfiorito, Italy, earthquakes: Modeled coseismic surface displacement from SAR interferometry and GPS. Geophysical Research Letters 26: doi: 10.1029/1999GL900141. issn: 0094-8276.
Alessandro Pino, N., Mazza, S. and Boschi, E. (1999). Rupture directivity of the major shocks in the 1997 Umbria-Marche (central Italy) sequence from regional broadband waveforms. Geophysical Research Letters 26: doi: 10.1029/1999GL900464. issn: 0094-8276.

Emanuele Maiorana

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