Nuove relazioni per la stima della Magnitudo da dati macrosismici per terremoti di area etnea

Abstract

Le relazioni intensità-magnitudo comunemente utilizzate su scala nazionale non sono applicabili ai terremoti dell'Etna in quanto i valori di magnitudo così ricavati risultano fortemente sovrastimati rispetto a quelli strumentali osservati. Questa discrepanza è legata ai particolari caratteri della sismicità dell’area vulcanica che, a causa degli ipocentri molto superficiali (H ≤ 3 km), è in grado di produrre elevati valori di intensità macrosismica (Io = X EMS-98) nonostante modesti rilasci energetici (Mmax ≈ 4.8). Per questa ragione nel passato sono state proposte relazioni intensità-magnitudo specifiche per l’area etnea (Patanè et al., 1986; Azzaro e Barbano, 1997), basate su dataset strumentali composti da magnitudo in durata MD. Tuttavia, è noto in letteratura che la MD risulta generalmente sottostimata rispetto alla magnitudo locale ML, e di recente sono state proposte nuove relazioni per minimizzarne lo scarto (Gasperini, 2002; Castello et al., 2007); per l’area etnea tale differenza può raggiungere valori di circa 0.5 per magnitudo superiori a 3.0 (D’Amico e Maiolino, 2005). D’altro canto per la parametrizzazione dei terremoti nel catalogo sismico nazionale CPTI (Gruppo di lavoro CPTI, 2004, e successiva release), vengono assunti come riferimento i valori di magnitudo locale ML e magnitudo momento Mw. La recente implementazione tecnologica delle rete sismica locale etnea (INGV-CT) ha reso disponibili, di routine, valori di ML anche per quest’area, nonché stime del momento sismico M0 ricavate attraverso relazioni specifiche (Giampiccolo et al., 2007). A partire da questi nuovi dati, al fine di rendere omogenea e più precisa la stima della magnitudo per i terremoti storici dell’Etna, è stata calcolata una relazione tra intensità e magnitudo locale ML, da cui è anche possibile ricavare la magnitudo momento Mw. Il dataset di input è costituito dai dati di intensità epicentrale I0 riportati nel Catalogo Macrosismico dei Terremoti Etnei (CMTE, Azzaro et al., 2000, 2002, 2006), aggiornati agli eventi più recenti, e dai valori di ML relativi alle reti sismiche nazionale e locale (Castello et al., 2006; D’Amico e Maiolino, 2005; Gruppo Analisi Dati Sismici, 2008). Nel caso in cui si hanno, per uno stesso terremoto, più valori di ML provenienti da reti differenti, è stato calcolato il valore medio. Complessivamente sono stati recuperati i dati relativi a 47 terremoti dal 1971 al 2008. La distribuzione dei valori di magnitudo per classi di intensità macrosismica, mostrata in Figura 1, presenta una dispersione elevata, per cui si è preferito effettuare la regressione utilizzando il valore medio di ML per ogni grado di intensità. Anche il valore medio di ML per grado di intensità mostra una certa dispersione del campione, dovuta, oltre che ai pochi dati disponibili, anche ad un effetto di scattering causato dall’incertezza nei valori di I0, soprattutto per gli intervalli di intensità 4-5 e 5-6. La Figura 2 mostra che la distribuzione delle magnitudo per i dati del catalogo macrosismico è confrontabile con quella dei terremoti registrati dalla rete sismica dell’Etna. In particolare il trend rimane costante sia per terremoti poco energetici che per quelli più forti. La Fig. 3 (in alto) mette a confronto la relazione ottenuta I0-ML con quella precedente di Azzaro e Barbano (1997), ricavata da magnitudo in durata MD. Si osserva, a partire da I0 = 7, una sottostima della MD fino a circa 0.5 rispetto alla ML, come peraltro già noto dalle regressioni di dati strumentali MD-ML. Infine, utilizzando la relazione ML-logMo calcolata da Giampiccolo et al. (2007) sulla base di dati strumentali osservati, è possibile stimare il valore del momento sismico M0 e da questo ottenere la magnitudo momento MW attraverso relazioni di letteratura (Fig. 3, in basso). Applicando Hanks e Kanamori (1979) si osserva che i valori di MW così ricavati sono inferiori di circa 1.0-1.5 gradi rispetto a quelli ottenuti dalla relazione di Gasperini (2004) utilizzata per la parametrizzazione dei terremoti del catalogo nazionale CPTI.