PROGETTO “MESSINA 1908 – 2008”. RAPPORTO DELLA CAMPAGNA OBS NELL’AREA EOLIANA E DELLO STRETTO DI MESSINA

Abstract

Il Centro Nazionale Terremoti (CNT), in collaborazione con la sezione di Catania, ha progettato e realizzato un esperimento di sismica passiva nell’area Calabro–Peloritana il cui scopo è fornire nuovi dati sismici volti a comprendere come le dinamiche superficiali ed il processo di subduzione interagiscano tra loro, migliorando così la comprensione dei processi sismogenetici nella zona colpita dal terremoto del 1908 [Margheriti et al., 2008; http://dpc-s5.rm.ingv.it]. Con l’obiettivo di ridurre l’errore di localizzazione degli ipocentri degli eventi verificatisi nell’area interessata dal progetto, ad integrazione delle 30 stazioni della rete sismica nazionale già presenti nell’area in esame, l’esperimento ha previsto l’installazione di 15 stazioni della rete mobile e la deposizione di 5 OBS/H (Ocean Bottom Seismometer with Hydrophone), per un numero complessivo di 50 stazioni sismiche larga banda 3C coinvolte nel progetto. La campagna sismica a terra ha avuto inizio nell’ottobre 2007 e ad oggi (gennaio 2009), le stazioni sono ancora in funzione, mentre la deposizione dei cinque OBS/H è avvenuta tra il 15 e il 18 luglio 2008 ed il loro recupero è stato effettuato tra il 6 e il 7 novembre 2008. Gli OBS/H, progettati e realizzati presso l’OBS Lab di Gibilmanna, sono stati equipaggiati con sismometri Nanometrics Trillium 120p (120s - 175 Hz) e con sensori differenziali di pressione (Differential Pressure Gauge) Cox-Webb, con banda passante tra i 200s e i 2Hz. La base autolivellante sulla quale è installato il sensore sismico è stata realizzata anch’essa presso l’OBS Lab di Gibilmanna nei mesi intercorsi tra il recupero degli OBS impiegati nella prima campagna NERIES, avvenuto nel marzo 2008, e il luglio 2008, data della deposizione degli OBS del progetto “Messina 1908 – 2008”. La necessità di realizzare una nuova base autolivellante in tempi così brevi, è stata una diretta conseguenza dei risultati negativi ottenuti dalla base Nautilus in occasione della già citata campagna NERIES [D’Anna et al., 2008]: due sismometri su tre non si erano livellati nel range di ±0.2°, massimo tilt dinamico previsto per i Trillium 120p, provocando il non funzionamento degli stessi. Come meglio verrà analizzato nei paragrafi successivi, le problematiche affrontate nella realizzazione di questi dispositivi di livellamento sono state molteplici e di difficile soluzione. L’analisi preliminare dei dati ha evidenziato che soltanto uno dei cinque sensori sismici ha funzionato correttamente per l’intero periodo, mentre gli altri quattro hanno funzionato in media per circa 20 giorni. Causa di ciò, un rapido consumo delle batterie dovuto ad un livellamento sì compreso nel range di ±0.2° dall’orizzontale, condizione necessaria perché il sismometro sia in grado di rilevare eventi sismici, ma oltre il range di ±0.1°, condizione necessaria perché i consumi del Trillium120p si riducano da circa 2.5W ai 600mW nominali. I risultati ottenuti da questo esperimento, sono comunque da inquadrare in una successione degli eventi che ha fatto sì che lo sviluppo di questa nuova base autolivellante fosse condizionato da una certa urgenza: al CNT premeva presentare i dati raccolti dagli OBS al convegno “Scienza e società a 100 anni dal grande Terremoto”, che si sarebbe tenuto a Reggio Calabria dal 10 al 12 dicembre 2008 e visti gli insuccessi della base Nautilus nel precedente esperimento, ci si è trovati di fronte alla necessità di progettare e sviluppare un nuovo sistema di livellamento per i Trillium 120p nell’arco di tre mesi e mezzo. Queste, oltre a quelle di natura economica, le ragioni per cui non è stato possibile procedere secondo un iter che per noi, come per le aziende che operano nel settore marino, è uno standard: - Progettazione; - Realizzazione del prototipo; - Test in laboratorio (e. g. tavola vibrante) - Test in camera iperbarica; - Test in mare; - Produzione in serie; E’ nostra intenzione, in un prossimo futuro, portare avanti lo sviluppo di questa base autolivellante, con tempi e risorse finanziare ed umane più appropriate. Ciò che riportiamo in questo Rapporto Tecnico vuole essere una descrizione del lavoro sin qui svolto, anche se non conclusivo e risolutivo, ma che ci ha già permesso di individuare delle problematiche fondamentali la cui soluzione sarà oggetto di studi più approfonditi. Rimane positivo il fatto che le basi già realizzate riescono già da adesso a livellare automaticamente un sensore entro un range di ±0.2°. Gli OBS/H dell’INGV verranno nuovamente deposti con la stessa disposizione del progetto “Messina 1908 – 2008” nell’estate 2009, nell’ambito del progetto S5 finanziato dal Dipartimento della Protezione Civile. Per sopperire alle problematiche riscontrate nella marinizzazione del Trillium 120p, si è scelto di installare a bordo degli OBS dei sensori Guralp CMG40T-OBS (60s – 100 Hz), progettati per installazioni in mare sino a profondità di 6000 m è già dotati di una propria base autolivellante. Il motivo per il quale non si è utilizzato nelle passate campagne questo tipo di sensore è da addebitare unicamente al fatto che sui fondi DPC della convenzione 2005-2007 non è stato possibile inserire l’acquisto di questi specifici sensori, mentre erano disponibili i Trillium 120p.