Valutazione su base deterministica della pericolosita' sismica
PE98 - Progetto 5.1.1
UR Dipartimento di Scienze della Terra, Universita' di Siena
responsabile: E. Mantovani
26 luglio 1999

L'unità operativa di Siena sta portando avanti un programma di ricerca finalizzato alla stima della pericolosità sismica mediante un approccio deterministico. Il concetto base, largamente riconosciuto, é che l'attività sismica di una zona é legata a quelle delle aree circostanti, attraverso meccanismi tettonici, che possono essere diversi da zona a zona. Questo implica che la pericolosità sismica di ogni zona italiana può subire significativi aumenti in funzione dell'attivazione di importanti discontinuità tettoniche nell'area Mediterranea.
Per tentare di raccogliere informazioni su questo fenomeno e sulle sue possibili ricadute per il riconoscimento delle zone sismiche italiane più esposte alle prossime scosse forti sono state adottate due tipi di strategia, indipendenti tra loro.
Il primo tipo di indagine si prefigge di raccogliere evidenze significative sugli effetti delle interconnessioni sismotettoniche, tramite l'analisi della distribuzione spazio-temporale dei terremoti negli ultimi 4 secoli.
Il secondo approccio cerca di modellare il quadro tettonico-cinematico nell'area mediterranea mediante simulazioni numeriche, al fine di riconoscere le possibili connessioni tettoniche tra zone sismiche.
Il primo tipo di indagine ha permesso di mettere in evidenza alcune significative regolarità di comportamento dell'attività sismica, in termini di corrispondenze regolari tra l'attivazione di zone sismiche distinte. In particolare, é stata individuata una evidente interconnessione tra i periodi di maggiore attività sismica delle zone periAdriatiche Balcaniche e quelli dell'Italia meridionale (Mantovani et al., 1991, 1997a, 1997b).
Altre significative interconnessioni sono state individuate per altre zone Mediterranee, con possibili implicazioni indirette per l'area italiana (Mantovani et al., 1993).
Il secondo tipo di indagine si articola in alcune fasi.
a)Raccolta di evidenze sulle deformazioni presenti e passate nell'area in esame, per l'elaborazione di modelli geodinamici.
b)Stima quantitativa delle implicazioni dei modelli ipotizzati e loro confronto con le osservazioni.
c)Utilizzo dei modelli tettono-cinematici più soddisfacenti per indagare sui possibili effetti delle interconnessioni sismotettoniche nell'area Mediterranea centrale.
La prima fase di ricerca ha già consentito l'elaborazione di modelli geodinamici capaci di fornire spiegazioni plausibili e coerenti per le principali deformazioni avvenute nella storia evolutiva recente (Neogene-Quaternario). I risultati di questo studio sono riportati in alcune pubblicazioni (Mantovani et al., 1996, 1997a, 1997b, 1999a, 1999b, Viti et al., 1997, Babbucci et al., 1997).
Per quanto riguarda la modellazione numerica del quadro cinematico-tettonico attuale sono stati condotti esperimenti con la tecnica degli elementi finiti, utilizzando elementi elastici in due dimensioni in un approssimazione di sforzi piani. L'area considerata é la regione Mediterranea centro-orientale. Il modello adottato é costituito da un certo numero di blocchi rigidi, separati da discontinuità tettoniche dove si concentrano le deformazioni. Queste discontinuità, simulate da zone con valori più bassi dei parametri elastici, sono state riconosciute in base a evidenze sismotettoniche nell'area in esame.
La deformazione del modello é stata ottenuta imponendo condizioni al contorno di tipo cinematico, rappresentative del movimento dell'Africa e dell'Anatolia orientale rispetto all'Eurasia.
Dopo una serie di prove fatte variando la parametrizzazione del modello é stato possibile ottenere una riproduzione soddisfacente del campo di deformazioni osservate. Quest'ultima informazione é stata derivata da stime del campo di deformazioni sismiche, tramite analisi del momento tensore, e dalle informazioni morfologiche e geologiche sui campi di deformazione recenti che hanno interessato la regione indagata.
I risultati di questa indagine, riportati in alcune pubblicazioni (Albarello et al., 1997; Mantovani et al., 1999c), hanno messo in evidenza che il complesso quadro di deformazioni osservato nell'area Mediterranea, con veloci variazioni laterali degli stili di deformazione tensionali, compressionali e trascorrenti, può essere riprodotto da semplici condizioni al contorno cinematiche. I risultati insoddisfacenti ottenuti da altri tentativi di modellazione numerica e analogica, riportati in letteratura, si possono quindi attribuire al fatto che i suddetti tentativi non hanno preso in considerazione le discontinuità tettoniche della zona considerata.
La terza fase di ricerca si prefigge la stima quantitativa degli effetti delle interconnessioni tettoniche. A questo riguardo viene utilizzato il modello tettonico-cinematico elaborato nella fase precedente. La tecnica adottata consiste nell'attivare una discontinuità per volta, valutando la perturbazione che questo provoca nel campo di sforzi e deformazioni nelle zone circostanti. Questa serie di prove consentirà di ottenere informazioni sulle possibili giustificazioni tettoniche quantitative per le interrelazioni già individuate e di riconoscere eventuali altre connessioni che serviranno da guida per ulteriori analisi della distribuzione spazio-temporale dell'attività sismica.
Il prodotto finale dell'intera ricerca consisterà nella definizione di criteri plausibili ed oggettivi, basati su evidenze osservazionali e valutazioni teoriche sperimentali, per il riconoscimento delle zone sismiche italiane interessate dai livelli più elevati di pericolosità sismica nel prossimo futuro.

Bibliografia
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