Tecniche quantitative per l'analisi dei dati macrosismici.
Catalogazione e omogeneizzazione dei dati di sismicità storica e
strumentale.
Analisi statistica della sismicità e dei precursori sismici.
Modellazione numerica di processi tettonici.
Proprietà reologiche del mantello terrestre.
Analisi statistica e previsione delle eruzioni
vulcaniche.
Tecniche quantitative per l'analisi dei dati
macrosismici. Nonostante la loro natura qualitativa, i dati di
intensita' macrosismica rappresentano uno strumento indispensabile
per vincolare le classificazioni di pericolosita' sismica
utilizzate dalla normativa edilizia e dalla protezione civile. In
passato abbiamo sviluppato un codice di calcolo (Boxer) che e'
stato utilizzato sistematicamente, anche nell'ambito di recenti
analisi di zonazione sismica per trasformare i dati in stime
quantitative. E' previsto lo sviluppo di tale codice al fine
di una valutazione statistica, attraverso analisi di bootstrap,
delle incertezze dei parametri di localizzazione, di
orientazione e di energia della struttura sismogenetica.
Inoltre e' stato avviato lo sviluppo di un nuovo algoritmo di
localizzazione, basato sull'assunzione di una legge di attenuazione
dell'intensita' stimata empiricamente, che permette anche la
localizzazione in mare o in aree disabitate e la valutazione della
classe di profondita' del centroide della sorgente sismica. Anche a
questo fine, abbiamo avviato un'analisi approfondita' delle
proprietà di attenuazione dell'intensita' con la distanza che
permettera' anche la definizione di relazioni generali o
regionalizzate da utilizzare anche nell'ambito delle stime di
pericolosita' sismica.
Catalogazione e omogeneizzazione dei dati di sismicità
storica e strumentale. Una prima revisione del catalogo sismico
ipocentrale (CPTI04) e dei meccanismi focali (EMMA 2.2) e' stata
condotta nell'ambito di una iniziativa, avviata nel 2003
dall'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia volta alla
compilazione della mappa di classificazione sismica attualmente in
uso in Italia. Nell'ottica di una periodica revisione di tale mappa
si sta ora attuando una nuova fase, finanziata anche con risorse
del Dipartimento della Protezione Civile, che prevede tra l'altro
la revisione delle relazioni tra varie stime di magnitudo e tra
magnitudo ed intensita' macrosismica oltre ad un aggiornamento del
database dei meccanismi di sorgente tratti dalla letteratura.
Riguardo a quest'ultimo e' prevista in particolare una revisione
dell'interfaccia di accesso, l'inserimento di alcune migliaia di
ulteriori soluzioni focali e l'omogeneizzazione dei parametri di
localizzazione ed energia sulla base dei dati ricavabili dal
catalogo dell'International Seismological Centre (ISC). Sulla
base dei dati disponibili e' stata ricavata una nuova relazione tra
intensita' macrosismica e picco di accelerazione orizzontale (PGA)
che utilizza un metodo di regressione (General Orthogonal
Regression) che tiene conto anche delle incertezze sulla variabile
indipendente. E' in corso un'attivita' di estensione del database
per migliorare ulteriormente la robustezza della relazione tra
intensita' e scuotimento del terreno che considerera anche altri
parametri come la velocita' di picco (PGV) e le ordinate spettrali
di accelerazione e velocita'.
Analisi statistica della sismicità e dei precursori
sismici. Le principali proprieta' dell'occorrenza dei terremoti
sono il raggruppamento (clustering) nello spazio e nel tempo e la
legge di potenza frequenza-magnitudo nota come Gutenberg-Richter.
Sebbene siano note dagli albori della scienza sismologia moderna, i
dettagli di tali proprieta' sono ancora in gran parte incerti a
causa soprattutto dell'incompletezza selettiva dei cataloghi
sismici e dell'inadeguatezza dei modelli di occorrenza. In
particolare, in precedenti ricerche abbiamo dimostrato che la
modellazione del decadimento delle repliche e' particolarmente
influenzata dalla mancata detezione delle scosse nelle prime ore
dopo una scossa forte e che l'interazione tra i vari parametri puo'
mascherare le reali proprieta' delle sequenza. Stiamo ora
affrontando, attraverso lo studio di sequenze reali e simulate, lo
studio del ruolo svolto dalla sismicita' di fondo e la
verifica della capacita', da parte dei metodi di stima che
utilizzano la massima verosimiglianza, di risolvere accuratamente i
parametri dei modelli fenomenologici ipotizzati.
Modellazione numerica di processi tettonici. Si tratta di
un argomento svolto principalmente alcuni anni or sono. Attraverso
codici numerici agli elementi finiti (Laramy, Tecton, Marc) sono
stati costruiti modelli di processi quali l'evoluzione della
subduzione Tirrenica e l'evoluzione dell'estrusione
dell'Anatolia che hanno permesso di formulare ipotesi geodinamiche
sulla genesi e sull'evoluzione di tali processi.
Proprietà reologiche del mantello terrestre. La maggior
parte delle indagini condotte in passato sul sull'aggiustamento
isostatico postglaciale hanno postulato, per il mantello, una legge
reologica Newtoniana puramente lineare, legata alla diffusione dei
difetti del reticolo cristallino. Tuttavia, sia lo studio dei
processi microfisici che gli esperimenti di laboratorio
suggeriscono che anche un meccanismo non lineare, la risalita delle
dislocazioni, possa spiegare la deformazione a lungo termine dei
materiali di mantello. In alcuni lavori recenti eseguiti con
formulazione e geometria molto semplificata, abbiamo mostrato come
l'utilizzo di una legge reologica composita (lineare piu' non
lineare) permetta di riprodurre meglio i dati di variazione del
livello marino relativo per il Nord America rispetto a un modello
lineare. Stiamo attualmente lavorando a uno sviluppo di tale
analisi attraverso modelli numerici sferici che implementino
l'equazione del livello marino completa e utilizzino i risultati
della microfisica e degli esperimenti di laboratorio per vincolare
i valori dei parametri reologici.
Analisi statistica e previsione delle eruzioni
vulcaniche. Si tratta anche in questo caso di un argomento
trattato in passato anche se recentemente e' stato pubblicato un
lavoro che rivede alcune problematiche relative alla distribuzione
temporale delle eruzioni laterali dell'Etna alla luce di dati di
sismicita' recente e di nuovi approcci statistici.
