Evidenze della rapida variazione di profondità della Moho, in corrispondenza dell'area di Città di Castello (Appennino Settentrionale), dall'analisi di funzioni ricevitore

Abstract

In questo studio è stata sfruttata l’opportunità di poter analizzare dati provenienti da una densa rete sismica locale temporanea costituita da 30 stazioni a tre componenti, installata nell’ambito di un progetto del Gruppo Nazionale per la Difesa dei Terremoti (GNDT) nel periodo compreso fra l’Ottobre 2000-Maggio 2001, in un’area che si estende per circa 2800 km2 a circa 43° N in Appennino Settentrionale (Piccinini et al., 2003), al fine di ottenere un dettagliato andamento della topografia della Moho, in una zona così complessa, attraverso un’analisi delle Funzioni Ricevitore (Langston, 1979), definendo la struttura di velocità delle onde di taglio (S) al di sotto di ciascuna delle 28 stazioni sismiche. Sono stati analizzati circa 400 eventi telesismici registrati da 28 stazioni con valori di magnitudo M>5 e distanza epicentrale Δ compresi fra 25°-100°. Per il calcolo delle RFs è stato utilizzato il metodo sviluppato da Di Bona (1998), tale metodo consente di ottenere una stima della varianza, permettendo l’utilizzo di forme d’onda generate da eventi di bassa magnitudo (aventi valori di varianza accettabili), con un conseguente ampliamento del data-set. Modellando ampiezze e tempi di arrivo delle fasi Ps in funzione dell’azimuth di provenienza (BAZ) e della relativa distanza epicentrale (Δ), si possono ricostruire le geometrie delle superfici di discontinuità al di sotto delle stazioni sismiche. La fase di modellazione è stata condotta attraverso l’applicazione dell’algoritmo di inversione “neighbourhood” di Sambridge (1999) mediante un approccio monodimensionale. Questo metodo consente di campionare in maniera estensiva lo spazio dei parametri (profondità delle varie interfacce e valori di velocità negli strati compresi fra le interfacce), concentrando la ricerca in quelle regioni dello spazio multiparametrico dove i modelli di velocità trovati hanno un miglior misfit rispetto al dato (la RF) reale. Tale fase di modellazione ha consentito di ricostruire i modelli di velocità delle onde S (Vs) al di sotto di ciascuna stazione. L’analisi comparata dei modelli di velocità delle onde S (Vs) così ottenuti, per ogni singola stazione, mette in luce la natura fortemente eterogenea della porzione più superficiale della crosta dell’area in studio. Nonostante la complessità delle RFs calcolate che si riflette sulla eterogeneità della porzione più superficiale dei profili di Vs ottenuti, è stata individuata con buona continuità l’andamento di una superficie di discontinuità sismica da noi interpretata come transizione crosta-mantello superiore o Moho.