Studio dei parametri alla sorgente per i terremoti della sequenza sismica emiliana del 2012

L'area epicentrale della sequenza sismica emiliana del maggio-giugno 2012 ricade nella porzione meridionale della Pianura Padana, circa 40 km a nord della catena Appenninica settentrionale. La distribuzione ipocentrale mostra la presenza di una zona sismogenetica tra 3 km e 25 km, probabilmente associabile al movimento dell'external thrust folt della dorsale ferrarese.
L'area in questione ha un assetto strutturale tipicamente compressivo in cui alla piega anticlinale della Dorsale Ferrarese risulta associato un complesso sistema di faglie. Queste strutture sono sismogenetiche in quanto consultando il Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani (CPTI04), considerando un'area circolare con raggio di 25 km e avente come centro il punto pressoché mediano degli eventi sismici oggetto di studio sono stati almeno quattro i terremoti che prima dell'avvento della sismologia strumentale hanno determinato effetti di particolare rilevanza per l'uomo.
La variazione della frequenza d'angolo, fc, con il momento sismico M0 è in accordo con la relazione che li lega. Dal grafico risulta evidente che per i 26 eventi il momento sismico tra 1.0*1022 dyne-cm e 2.5*1025 dyne-cm, ed il trend osservato tra i due parametri è di tipo potenza. Avendo considerato eventi sismici con magnitudo momento superiore a 4.0 il grafico non mostra la tipica rottura verso il basso della self-similarity, che si nota, invece per terremoti con bassi valori di momento sismico. Ovvero, per terremoti che hanno sufficientemente bassi valori di momento sismico, al dimuire di esso non si nota un aumento della frequenza d'angolo. L'analisi ha confermato la presenza, di una relazione empirica di potenza (73) tra la frequenza d'angolo e il momento sismico (Fig.43 in scala bi-logaritmica). Il fit con il metodo dei minimi quadrati da la relazione:
M0 = 2E+23fc-3.281
con un coefficiente di correlazione elevato, pari a 0.7192.
Dalla relazione ottenuta dal fit, il valore di ε=0.281 nel presente studio è interpretato per mostrare la dipendenza della dimensione della sorgente con lo stress drop o con la velocità di rottura o entrambi dipendono dalla dimensione del terremoto. La variazione dei raggi della sorgente vs. momenti sismici per i 26 eventi. Le rette corrispondono all'andamento teorico dei due parametri al variare dello stress drop di 1 bar, 10 bars e 100 bars. Le dimensioni della sorgente in termine di raggi della faglia circolare varia tra circa 700 m e circa 5 km. Per i 26 eventi con momento sismico tra 1.0*1022 dyne-cm e 2.5*1025 dyne-cm, un trend lineare è stato osservato, il che mostra un aumento della dimensione della sorgente con il momento sismico. Una delle caratteristiche della regione studiata è che un largo numero di eventi (22) mostra uno stress drop tra tra 10 bars e 100 bars. Il valore di stress drop più basso, è stato ottenuto per il terremoto il cui ipocentro è localizzato a profondità maggiore, 25 km, e l'epicentro risulta isolato rispetto agli altri eventi che sono invece distribuiti lungo lo stesso allineamento WNW-SSE e ravvicinati tra loro. Probabilmente, questo è dovuto al fatto che il terremoto a profondità maggiori è dovuto al movimento di una struttura tettonica differente rispetto ai restanti, caratterizzata da valori di stress drop più bassi.
L'analisi ha confermato la presenza, già osservata in altre regioni, di una relazione empirica lineare tra la magnitudo locale e il logaritmo del momento sismico. Il fit con il metodo dei minimi quadrati da la relazione:
logM0 = (1.0278 ±0.0045)ML + (18.952 ±0.1882)
con un coefficiente di correlazione elevato, di 0.96.
I valori di Q medi stimati per i diversi eventi sono nel range tra 72 e 221.7. Inoltre, è stato osservato che i valori di Q aumentano con la distanza ipocentrale.
È possibile notare che essendo le stazioni posizionate per lo più su depositi alluvionali la maggior parte delle forme d'onda sono state registrate in terreni classificati sulla base della VS,30 secondo l'Eurocode8 come suoli di tipo C o C*, mentre le stazioni come MRZ, SSU e PVF che si trovano su dominio appenninico sono su suoli di tipo B*. Probabilmente, l'aumento dei valori del fattore di qualità con la distanza ipocentrale è ascrivibile al fatto che le onde attraversano formazioni rocciose, identificate da valori del fattore di qualità più elevati, e più profonde dei sedimenti marini e alluvionali.