Nell'ambito di un progetto attualmente in corso, finanziato dal dipartimento Regionale della Protezione Civile, il Centro di Competenza AMRA (Analisi e Monitoraggio dei Rischi Ambientali) sta implementando e sperimentando un sistema prototipo per l'allarme sismico di tipo Early-warning e post-evento. Questo sistema è basato sui dati acquisiti da una rete sismica multi-componente (ISNet, Rete Sismica Irpina) installata nella regione appenninica dell'area Irpina (Weber et al., 2008). Questa unità di ricerca è responsabile per lo sviluppo, la sperimentazione e la gestione dell'intero sistema di monitoraggio. La rete sismica Irpina (ISNet) è una rete locale di tipo strong motion, con stazioni equipaggiate con sensori a corto periodo e a larga banda. È composta da 29 stazioni organizzate in 6 sotto-reti, ognuna delle quali composta da un massimo di 6-7 stazioni. Le stazioni di ogni sotto-rete sono connesse in tempo reale ad un sito centrale denominato LCC (Local Control Center). L'architettura del sistema ed i principi operativi di questa rete sismica per l'Italia Meridionale, sono basati sia su tecnologie che su metodologie innovative, legate all'ottimizzazione delle procedure di acquisizione, analisi e modelling dei dati in real-time. A partire dall'analisi, sia in real-time che off-line, dei dati dei micro-terremoti acquisiti dalla rete sismica ISNet negli ultimi 3 anni, questa unità di ricerca propone lo sviluppo e l'applicazione di metodologie innovative atte a definire le caratteristiche del mezzo di propagazione e delle sorgenti dei terremoti, utilizzando un avanzato sistema di monitoraggio. I temi scientifici di interesse sono analisi del rumore sismico, stima accurata dei parametri di sorgente e sismica a riflessione. La stima delle caratteristiche del mezzo di propagazione e delle sorgenti dei terremoti assumono importanza rilevante per una valutazione più accurata del Rischio Sismico nella regione dell'Appennino Meridionale. Inoltre tali stime consentono di comprendere le caratteristiche del sistema di faglie attive dell'area utilizzando la sismicità di fondo.

Rumore Sismico e Funzioni di Green. I modelli di velocità delle onde sismiche sono generalmente ottenuti invertendo le misure dei tempi di arrivo delle fasi sismiche P e/o S dirette, le corrispondenti ampiezze oppure le curve di dispersione delle onde di superficie. I campi d'onda casuali portano delle informazioni sul mezzo attraversato attraverso la correlazione del segnale registrato a differenti stazioni (Weaver and Lobkis, 2001). In elastodinamica, la cross-correlazione del campo stazionario fornisce la parte immaginaria della funzione di Green tra le due stazioni, indipendentemente dalla posizione delle sorgenti del rumore ( Sanchez-Sesma and Campillo, 2006). Il contributo dominante delle funzioni di Green è associato alle onde di Rayleigh, per cui, incrociando l'informazione proveniente da diverse coppie di stazioni è possibile ottenere un'immagine tomografica ad alta risoluzione degli strati superficiali attraverso l'inversione delle curve di dispersione (Herrmann and Al-Eqabi, 1991). Tale tecnica e' stata applicata a scala regionale (Shapiro et al., 2005) e locale (Brenuier et al., 2007) con frequenze di investigazione che variano da 0.05 Hz a 0.5 Hz; i corrispondenti modelli si estendono a decine di km, con risoluzione dell'ordine di qualche km. Per aumentare la risoluzione delle funzioni di Green ed eliminare i contributi non stazionari, è necessario effettuare uno stack delle cross-correlazioni, su dati raccolti almeno per alcuni mesi (Shapiro et al., 2005).

Stima accurata dei parametri di sorgente dei terremoti. È possibile definire immagini ad alta risoluzione di un sistema di faglie attive mediante accurate determinazioni di localizzazione, meccanismo focale e dimensioni della faglia per microterremoti aventi magnitudo comprese nell'intervallo 1-3. Al fine di ridurre gli errori e le inconsistenze nell'individuazione delle fasi sono stati sviluppati differenti approcci quantitativi, algoritmi di re-picking delle fasi, basati sulla correlazione delle forme d'onda (Fremont and Malone, 1987; Got et al., 1994; Shearer, 1997; Rowe et al., 2002). Queste metodologie sono state utilizzate sia per migliorare le tecniche di localizzazione classica per singolo evento, che inseriti in più sofisticati metodi di localizzazione congiunta, come la tecnica JHD (Pujol, 1992) o la tecnica Hypo-DD (Waldhauser and Ellsworth, 2000). Questi ultimi risultano particolarmente validi nei casi in cui non si abbia una completa conoscenza del modello di velocità. Recentemente sono state proposte delle metodologie che utilizzano tecniche alle doppie differenze per determinare in maniera congiunta sia le posizioni ipocentrali che le strutture di velocità 3D, a partire dai tempi di arrivo osservati (Zhang and Thurber, 2003). La presenza di una rete sismica densamente disposta lungo il sistema di faglie Campano-Lucano rende possibile lo studio delle caratteristiche delle sorgenti dei terremoti ad una scala di lunghezze d'onda molto piccola (minore di100 metri). Questo studio può essere effettuato mediante inversioni linearizzate o non-lineari degli spettri di spostamento delle fasi P ed S registrati a stazioni poco distanti dalla sorgente (e.g., Moya et al, 2000).
Gli obiettivi di questo workpackage sono:

• investigare la validità delle leggi di scala per eventi di piccola magnitudo e possibilmente correlare la loro occorrenza ai grandi eventi;
• identificare sequenze di eventi che siano indicatori di accumuli di stress e formazione di asperità lungo superfici di faglia mature.

Sismica a riflessione applicata a dati di terremoti.La tomografia in riflessione fornisce profondità e geometria delle superfici riflesse, e informazioni sulle strutture di velocità per l'area sismogenetica analizzata. Questa metodologia è stata precedentemente applicata a dati di sismica attiva a grande angolo (e.g. Zelt et al., 1996), eneralmente i codici di inversione delle fasi riflesse classici richiedono localizzazioni accurate delle sorgenti sismiche e gli arrivi riflessi devono essere identificati ed associati al modello di interfaccia corrispondente. Un approccio alternativo è di identificare direttamente le interfacce riflesse utilizzando tecniche di migrazione sismica in un modello di velocità di background a bassa frequenza. Sebbene le tecniche di migrazione sismica classiche siano state sviluppate per indagini di sismica di esplorazione o di sismica a riflessione profonda, queste metodologie sono state applicate con successo anche a dati di terremoti locali (e.g. Chavez-Perez and Louie, 1998). Tuttavia, a causa della bassa frequenza dei dati dei terremoti la risoluzione in profondità delle immagini migrate può essere inferiore se comparata ad un modello ottenuto con tecniche di tomografia in riflessione. accumuli di stress e formazione di asperità lungo superfici di faglia mature.

Gli obiettivi dei Working Packages

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