Discrimination of tsunami sources (Earthquake vs. Landslide) on the basis of historical data in Eastern Sicily and southern Calabria

The source mechanisms responsible for large historical tsunamis that
have struck eastern Sicily and southern Calabria are a topic of robust debate. We have
compiled a database of historical coeval descriptions of three large tsunamis: 11 January
1693, 6 February 1783, and 28 December 1908. By using accounts of run-up and
inundation and employing an approach proposed by Okal and Synolakis in 2004, we
can provide discriminants to define the nature of the near-field tsunami sources (fault
dislocation or landslide).
Historical reports for the 1908 event describe affected localities, maximum runups,
and inundation areas. However, for the 1693 and 1783 tsunamis, reports are
limited to inundation and occasional run-up estimates. We calculate run-up values
for these events using available relations between inundation and run-up. We
employed the model of Okal and Synolakis to the obtained profiles of tsunami
run-up along the inundated shorelines. The 1908 run-up data distribution confirms
that the tsunami is compatible with a seismic dislocation source, whereas the
1783 data supports contemporary observations and recent offshore investigations suggesting
that the tsunami was produced by an earthquake-triggered submarine landslide.
Analysis of the 1693 event data suggests that the tsunami was generated
during a tectonic event and thus a seismogenic source should be found offshore.

Italian CIvil Protection INGV-DPC Agreement 2004-2006

Anonymous (1693). Vera Relazione di quello che è successo nell’ultimo
terremoto in Sicilia, Toulon.
Archivio Segreto Vaticano (ASV) (1693). Archivio Segreto Vaticano, Segreteria
di Stato, Inquisizione Malta, Relazione dell’Inquisitore di Malta
F. d’Acquaviva al Segretario di Stato Cardinale Spada sui danni causati
a Malta e in Sicilia dal terremoto dell’11 gennaio 1693, Malta,
Vol. 44, 11–16.
Argnani, A., and C. Bonazzi (2005). Malta escarpment fault zone offshore
eastern Sicily: Pliocene-Quaternary tectonic evolution based on new
multichannel seismic data, Tectonics 24, no. 4, 1–12.
Azzaro, R., and M. S. Barbano (2000). Analysis of seismicity of Southeastern
Sicily: a proposed tectonic interpretation, Ann. Geofis. 43, 171–188.
Baratta, M. (1901). I terremoti d’Italia, Saggio di Storia, Geografia e Bibliografia
Sismica Italiana, Torino, 950 pp.
Baratta, M. (1910). La catastrofe sismica calabro-messinese (28 Dicembre
1908), Relazione alla Soc. Geogr. Ital., Roma, 426 pp.
Barbano, M. S., and M. Cosentino (1981). Il terremoto siciliano dell’11
Gennaio 1693, Rend. Soc. Geol. It. 4, 517–522.
Basili, R., G. Valensise, P. Vannoli, P. Burrato, U. Fracassi, S. Mariano,
M. M. Tiberti, and E. Boschi (2008). The Database of Individual Seismogenic
Sources (DISS), version 3: summarizing 20 years of research
on Italy’s earthquake geology, Tectonophysics 456, no. 1–4, 20–43
doi 10.1016/j.tecto.2007.04.014.
Billi, A., R. Funiciello, L. Minelli, C. Faccenna, G. Neri, B. Orecchio, and
D. Presti (2008). On cause of the 1908 Messina tsunami, southern
Italy, Geophys. Res. Lett. 35, L06301, doi 10.1029/2008GL033251.
Boccone, P. (1697). Intorno il terremoto della Sicilia seguito l’anno 1693,
Museo di Fisica, Venezia, 31 pp.
Boschi, E., E. Guidoboni, G. Ferrari, P. Gasperini, D. Mariotti, and G.
Valensise (2000). Catalogue of strong Italian earthquakes from 461
a.C. to 1997, Ann. Geofis. 43, 609–868, also available on CD-ROM.
Bosman, A., F. Bozzano, F. L. Chiocci, and P. Mazzanti (2006). The 1783
Scilla tsunami: evidences of a submarine landslide as a possible (con?)
cause, Geophys. Res. Abstr. 8, 10558, EGU 2006.
Bottone, D. (1718). De immani Trinacriae terraemotu, Idea historicophysica,
in qua non solum telluris concussiones transactae recensentur,
sed novissimae anni 1717, Messina.
Bozzano, F., F. L. Chiocci, P. Mazzanti, A. Bosman, D. Casalbore, R.
Giuliani, S. Martino, A. Prestininzi, and G. Scarascia Mugnozza
(2006). Subaerial and submarine characterization of the landslide responsible
for the 1783 Scilla tsunami, Geophys. Res. Abstr. 8, 10422,
EGU 2006.
Camassi, R., and M. Stucchi (1997). NT4.1, un catalogo parametrico di
terremoti di area italiana al di sopra della soglia del danno, GNDT
Rapporto Interno, Milano, 95 pp.
Campis, P. (1694). Disegno historico o siano l’abbozzate historiae della
nobile e fidelissima città di Lipari (ms. 1694), a cura di G. Iacolino,
Lipari 1991.
D’Addezio, G., and G. Valensise (1991). Metodologie per l’individuazione
della struttura sismogenetica responsabile del terremoto del 13 Dicembre
1990, in Contributi allo Studio del Terremoto della Sicilia Orientale
del 13 Dicembre 1990, E. Boschi and A. Basili (Editors), ING,
Vol. 537, 115–125.
De Rossi, M. S. (1889). Documenti raccolti dal defunto Conte Antonio
Malvasia per la storia dei terremoti ed eruzioni vulcaniche massime
d’Italia, in Memorie della Pontificia Accademia dei Nuovi Lincei,
Roma, Vol. 5, 169–289.
Galli, P., and P. Bosi (2002). Paleoseismology along the Cittanova fault: implications
for seismotectonics and earthquake recurrence in Calabria
(southern Italy), J. Geophys. Res. 107, no. B3, 2044, doi 10.1029/
2001JB000234.
Ghisetti, F. (1992). Fault parameters in the Messina Straits (southern Italy)
and relations with the seismogenetic source, Tectonophysics 210,
117–133.
Graziani, L., A. Maramai, and S. Tinti (2006). A revision of the 1783–1784
Calabrian (southern Italy) tsunamis, Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 6,
1053–1060.
Gutscher, M. A., J. Roger, M. A. Baptista, J. M. Mirando, and S. Tinti
(2006). Source of the 1693 Catania earthquake and tsunami (southern
Italy): new evidence from tsunami modelling of a locked subduction
fault plane, Geophys. Res. Lett. 33, L08309, doi 10.1029/
2005GL025442.
Hills, J. G., and C. L. Mader (1997). Tsunami produced by the impact of
small asteroids, Ann. NY Acad. Sci. 882, 381–394.
Jacques, E., C. Monaco, P. Tapponier, L. Tortorici, and T. Winter (2001).
Faulting and earthquake triggering during the 1783 Calabria seismic
sequence, Geophys. J. Int. 147, 499–516.
F. Gerardi, M. S. Barbano, P. M. De Martini, and D. Pantosti
Mercalli, G. (1897). I terremoti della Calabria meridionale e del messinese,
in Memorie della Società Italiana delle Scienze (detta dei XL), Roma,
Italy, s. III, tomo 11, 117–266.
Mercalli, G. (1909). Contributo allo studio del terremoto calabro—
messinese del 28 dicembre 1908, in Atti del Regio Istituto di Incoraggiamento
di Napoli, Napoli, Italy, s. VI, Vol. 7, 249–292.
Minasi, G. (1785). Continuazione ed Appendice Sopra i Tremuoti Descritti
nella Relazione colla Data di Scilla de 30 Settembre 1783 con Altro
che Accadde in Progresso, Messina
Monaco, C., and L. Tortorici (2000). Active faulting in the Calabrian arc and
eastern Sicily, J. Geodyn. 29, 407–424.
Mongitore, A. (1743). Istoria cronologica de’ terremoti di Sicilia, in Id.,
Della Sicilia Ricercata nelle cose Più Memorabili, tomo 2,
345–445, Palermo.
Okal, E. A., and C. E. Synolakis (2004). Source discriminants for near-field
tsunamis, Geophys. J. Int. 158, 899–912.
Perrey, A. (1848). Mémoire sur les tremblements de terre de la penisule
italique, in Mémoires Couronnés et Mémoires des Savants Étrangers
de l’Académie Royale de Belgique, tomo 22, (1846–47), 1–144.
Piatanesi, A., and S. Tinti (1998). A revision of the 1693 eastern Sicily earthquake
and tsunami, J. Geophys. Res. 103, 2749–2758.
Piatanesi, A., S. Tinti, and E. Bortolucci (1999). Finite-element simulation of
the 28 December 1908 Messina Straits (southern Italy) tsunami, Phys.
Chem. Earth A 24, 2, 145–150.
Pino, N. A., D. Giardini, and E. Boschi (2000). The December 28, 1908,
Messina Straits, southern Italy, earthquake: waveform modelling of
regional seismograms, J. Geophys. Res. 105, no. B11, 25,473–25,492.
Platania, G. (1909). Il maremoto dello stretto di Messina del 28 Dicembre
1908, Boll. Soc. Sismol. Ital. 13, 369–458.
Sabatini, V. (1910). Contributo allo studio dei terremoti calabresi, Tip.
Bertero..
Sarconi, M. (1784). Istoria de’ fenomeni del tremoto avvenuto nelle Calabrie,
e nel Valdemone nell’anno 1783 posta in luce dalla Reale Accademia
delle Scienze, e delle Belle Lettere di Napoli, Napoli, Italy.
Sirovich, L., and F. Pettenati (1999). Seismotectonic outline of southeastern
Sicily: an evaluation of available options for the earthquake fault rupture
scenario, J. Seism. 3, 213–233.
Spallanzani, L. (1795). Viaggi alle Due Sicilie e in alcune parti dell’Appennino,
tomo IV, 145–155.
Tinti, S., A. Argnani, F. Zaniboni, G. Pagnoni, and A. Armigliato (2007).
Tsunamigenic potential of recently mapped submarine mass movements
offshore eastern Sicily (Italy): numerical simulations and implications
for the 1693 tsunami (Abstract 8235), IUGG XXIV General
Assembly.
Tinti, S., A. Armigliato, L. Bressan, S. Gallazzi, A. Manucci, and G. Pagnoni
(2006). Simulazioni numeriche di maremoti generati da terremoti e
frane nella parte occidentale del Golfo di Corinto (Grecia) (extended
abstract), 25th Convegno Nazionale GNGTS, 41–42.
Tinti, S., and A. Artigliato (2003). The use of scenarios to evaluate the
tsunami impact in southern Italy, Mar. Geol. 199, 221–243.
Tinti, S., A. Maramai, and L. Graziani (2004). The new catalogue of Italian
tsunamis, Nat. Hazards 33, 439–465.
Valensise, G., and D. Pantosti (1992). A 125 Kyr-long geological record of
seismic source repeatability: in the Messina Straits (southern Italy) and
the 1908 earthquake, Terra Nova 44, 472–483.
Vivenzio, G. (1783). Istoria e teoria dè tremuoti in generale ed in particolare
di quelli della Calabria, e di Messina del MDCCLXXXIII, Napoli,
Italy.