Le attività svolte sono state finalizzate alla caratterizzazione della sismicità su base fenomenologica a partire da approcci di tipo statistico. In particolare, sono state seguite due direzioni di ricerca: una dedicata allo studio della sismicità nel tempo (tassi di sismicità e completezza) ed una finalizzata alla individuazione di fenomeni di interdipendenza fra l'attività delle diverse sorgenti sismogenetiche dell'area italiana.

1- Tassi di sismicità
E' ben noto come le stime di pericolosità sismica siano strettamente dipendenti da una valutazione affidabile del tasso di sismicità caratteristico di una determinata regione. Nell'assunzione che esista una scala temporale alla quale il numero medio di eventi sismici per anno possa essere considerato indipendente dal tempo (stazionarietà), la valutazione del tasso di sismicità corrispondente ad una data classe di magnitudo può essere effettuata a partire dalle informazioni disponibili circa la sismicità passata. Questo implica una stretta dipendenza fra l'effettiva rappresentatività della storia sismica disponibile per la regione di interesse ("Completezza") e l'attendibilità delle stime del tasso di sismicità per la stessa area. La ricerca effettuata si è concentrata sulla definizione di una procedura per la valutazione del tasso di sismicità che tenesse esplicitamente in considerazione questa dipendenza permettendo anche di caratterizzare il diverso livello di qualità associato alle stime ottenute. In generale, dato un catalogo sismico ed una fissata classe di magnitudo (o intensità), sono possibili N valutazioni del tasso di sismicità S(Ti) diverse a seconda della data iniziale Ti del catalogo considerato completo: l'attendibilità di ciascuna stima dipenderà quindi dalla rappresentatività del catalogo per l'intervallo prescelto. Allo scopo di effettuare una valutazione speditiva di quest'ultima è necessaria la messa a punto di una procedura quantitativa capace di fornire una valutazione ripetibile del livello di completezza che deve poi trovare una giustificazione fondata su considerazioni di tipo storiografico.

La procedura utilizzata a questo scopo deve:

- risultare il più possibile indipendente da particolari modelli di sismicità (carattere non-parametrico);
- consentire un impiego anche su cataloghi "poveri" di eventi;
- fornire risultati formalmente integrabili in procedure di tipo quantitativo dedicate alle stime di pericolosità sismica.

Questi requisiti sembrano essere soddisfatti dalla procedura descritta da Albarello (1993) e Martinelli e Albarello (1997). Assumendo la sola stazionarietà del processo sismogenetico, la proceduta permette di valutare la probabilità R(Ti) che il catalogo disponibile possa essere considerato "completo" per una data classe di magnitudo a partire dalla data Ti. Questa valutazione può essere effettuata per diversi valori di Ti. La funzione R quindi può essere utilizzata per caratterizzare le diverse stime del tasso di sismicità associate alle possibili scelte del catalogo e su questa base selezionare quella ritenuta infine più attendibile. Dagli esperimenti effettuati emerge come la funzione R assuma solitamente valori crescenti per valori di Ti via via più recenti. Tuttavia questo andamento solo raramente è caratterizzato da variazioni tali da consentire una scelta univoca della soglia di completezza. Più spesso, risultano possibili varie scelte caratterizzate da livelli di affidabilità confrontabili. A questa difficoltà si aggiunge quella legata alla consistente perdita di informazione dovuta all'artificioso troncamento del catalogo con l'esclusione della sua parte più antica giudicata meno "completa". Per superare questi problemi e meglio sfruttare l'intera base informativa disponibile si e' quindi tentato un approccio che valorizzasse le informazioni contenute nell'intero catalogo (includendo anche la parte meno "completa" di quest'ultimo) senza rinunciare ad una valutazione del diverso livello di attendibilità relativo alle diverse parti dello stesso. In particolare, si propone di effettuare una stima del tasso di sismicità medio S per una data classe di magnitudo (o intensità) utilizzando la relazione

In pratica, si propone di utilizzare la funzione R, che rappresenta il diverso livello di attendibilità dei diversi possibili sottocataloghi, come funzione peso per una stima del tasso di sismicità che tenga conto di tutte le possibili scelte dell'intervallo di completezza. In questo modo diviene possibile una piena utilizzazione del catalogo sismico pur tenendo in debita considerazione il diverso livello di completezza delle informazioni disponibili nelle varie parti del catalogo. La ricerca in corso sta studiando l'effettiva applicabilità di questo algoritmo alle varie parti del territorio italiano per le diverse classi di magnitudo. In particolare è allo studio la possibilità di calibrare su insiemi differenti la funzione R (per esempio su aree più estese di quelle sismogenetiche) e di integrare quest'ultima con informazioni di tipo storiografico.

2- Interdipendenza fra sorgenti sismogenetiche
I diversi metodi per la stima del livello di pericolosità dell'area italiana (sia quelli tradizionali alla Cornell che quelli "innovativi") sono basati sull'assunzione che le diverse zone sismogenetiche definite per l'area italiana siano fra loro meccanicamente indipendenti riguardo al meccanismo di generazione dei terremoti al loro interno. Sulla base di questa assunzione, la pericolosità sismica di un sito è la semplice somma dei contributi delle diverse sorgenti allo scuotimento atteso localmente. In questo contesto, l'eventuale presenza di fenomeni di interdipendenza fra le diverse sorgenti può rendere inaccettabile questa metodologia rendendo meno affidabili le stime prodotte. Diventa quindi importante validare questo tipo di assunzione soprattutto alla luce di diversi risultati teorici ed evidenze fenomenologiche sulla presenza di fenomeni di interdipendeza fra sorgenti sismogenetiche fino a scale dell'ordine delle centinaia di chilometri (p.es., Mantovani et al., 1997). Scopo della ricerca in quest'ambito è stata la messa a punto di una metodologia volta a controllare l'potesi di indipendeza fra le sorgenti sismogenetiche a partire da una analisi della sismicità condotta su base statistica. A questo scopo si è scelto un approccio di tipo "robusto" insensibile ai diversi modelli di interdipendenza possibili. Secondo questa metodologia, la probabilità di occorrenza di un evento sismico in una certa regione sismogenetica è condizionata solo dalla localizzazione dell'evento che la precede nel tempo (catena di Markov). In particolare, a ciascuna occorrenza sismica in una zona i-ma è possibile associare una probabilità Pij che l'evento successivo abbia luogo nella zona j-ma. Le diverse probabilità Pij possono essere raccolte in una matrice detta delle Probabilità di Transizione (MPT). Sulla base di condizioni molto generali è possibile definire la forma della MPT nell'ipotesi che i terremoti occorrano indipendentemente nelle diverse zone sismogenetiche (ipotesi Ho). Mediante procedure formalizzate, questa matrice può essere confrontata con quella ottenuta a partire dal catalogo sismico disponibile: la valutazione delle eventuali differenze può permettere o meno di escludere l'ipotesi Ho ad un definito livello di confidenza. Allo stato attuale, sono state sperimentate procedure di confronto a carattere speditivo basate su un test di chi-quadrato mentre sono in via di sperimentazione metodologie più avanzate e affidabili. Queste ultime risultano indispensabili visto il carattere determinante di questo protocollo di validazione. Infatti, se da un lato la non esclusione dell'ipotesi Ho non preclude la presenza di fenomeni di interrelazione più complessi di quelli ipotizzati (catena di Markov) dall'altro la sua esclusione mette in discussione l'ipotesi di indipendenza fra le diverse sorgenti sismogenetiche elemento fondamentale per le correnti metodologie di calcolo della pericolosità sismica.

Bibliografia
Albarello D., 1993. Confronto fra i cataloghi sismici GNDT e PFG: differenze nelle valutazioni di stazionarieta' e hazard. Atti del XII° convegno GNGTS-CNR, 321-329
Mantovani E., Albarello D., Tamburelli C. and Babbucci D., 1997 - Recognizing the Italian zones most prone to next large earthquakes: possible approaches and present chances. Ann.Geofis., XL, 5, 1329-1344
Martinelli G. and Albarello D., 1997 - Main constraints for siting of monitoring network devoted to the study of earthquake related hydrogeochemical phenomena in Italy. Ann.Geofis., XL, 6, 1505-1525