OBS/H: Uno strumento per lo studio dei processi sismogenetici in aree offshore

Abstract

Il presente lavoro è frutto di un’intensa attività di ricerca iniziata nel 2005 e condotta in collaborazione con il l’OBS Lab di Gibilmanna dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (Centro Nazionale Terremoti). L’INGV è l’ente nazionale preposto al monitoraggio sismico del territorio italiano. La RSNC-INGV, costituita da oltre 300 stazioni a terra, permette un ottimo monitoraggio delle solo sismicità onshore. I principale obiettivo di tale collaborazione è stata la progettazione, lo sviluppo e il test di una strumentazione tecnologicamente avanzata per il monitoraggio dell’attività sismica sottomarina. Tale attività portata a termine già nel 2006, ha portato alla costruzione di un prototipo di OBS/H (Ocean Bottom Seismometer with Hydrophone), il primo interamente progettato e costruito in Italia. La costruzione di tale OBS/H ha permesso di estendere a mare la RSNC-INGV “allungandone la capacità di veduta, prima corta d’una spanna, ad alcune miglia”. Numerose sono state le campagna oceanografiche che tra il 2006 e il 2010 hanno portato l’OBS Lab di Gibilmanna alla deposizione di diversi OBS/H nel Mediterrraneo. La prima campagna condotta nel luglio del 2006, ha portato alla deposizione del prototipo su una spianata sottomarina del vulcano Marsili. Questo primo esperimento, durato solo 9 giorni, ha permesso di testare il corretto funzionamento del prototipo di OBS/H e di rilevare una intensa attività sismica imputabile al vulcano sottomarino Marsili. Gli eccellenti risultati ottenuti in questa prima campagna, hanno portato al realizzazione di un gruppo di ben 8 OBS/H, utilizzati in numerose campagne oceanografiche successive. Già nel 2007, nell’ambito del progetto NERIES, tre OBS/H furono depositati nell’Ionio Meridionale con l’obbiettivo di monitorare per ben tre anni l’attività sismica poco conosciuta di tale area. Nel 2008, nell’ambito del progetto S5 vengono deposti ben 5 OBS/H, due sul Tirreno e 3 nello Ionio, con l’obbiettivo di infittire a mare la rete di monitoraggio sismico installata tra Messina e Reggio Calabria. A febbraio del 2010 infine sono stati depositati ben 5 OBS/H, lungo una linea perpendicolare allo slab tirrenico ed uno a Nord di Alicudi per contribuire ad una migliore definizione degli epicentri e dei meccanismi focali di alcuni eventi che da mesi interessano quest’area. Il presente lavoro è stato diviso in 5 capitoli; ognuno di questi presenta i risultati di attività di ricerca, che seppure nell’insieme collegate al tema principale del presente lavoro, risultano indipendenti. Nel primo capitolo viene presentato un nuovo metodo per l’analisi delle performance di localizzazione di una rete sismica. Tale metodo denominato SNES (Seismic Networks Evaluation through Simulation) è stato applicato alla RSNC-INGV è ha permesso di individuare area sismogenetiche e ad elevato rischio sismico del territorio italiano non adeguatamente coperte. Inoltre ha permesso di quantificare l’importanza dell’estensione a mare dalla RSNC-INGV tramite OBS/H. Nel secondo capitolo, dopo una breve cronologia che giustifica la necessità da parte dell’INGV di dotarsi di un gruppo di OBS/H, viene descritto dettagliatamente tale stazione sismica sottomarina, motivandone la scelta dei vari strumenti ivi installati e i vari test condotti per verificarne il corretto funzionamento e le prestazioni. Il terzo capitolo mostra i risultati ottenuti dall’analisi dei segnali sismici e di pressione registrati durante le prima campagna svoltasi sul vulcano sottomarino Marsili. Durante tale esperimento sono stati registrati oltre un migliaio di eventi sismici che in questo capitolo sono stati analizzati e classificati mediante strumenti matematici sviluppati in itinere. Il terzo capitolo descrive i risultati delle due campagna svoltesi nell’ambito del progetto NERIES e S5. Tale analisi ha permesso di meglio definire la sismicità dell’area Ionica tramite la localizzazione di numerosi eventi non rilevati dalla rete sismica. Inoltre in tale capitolo viene descritta la campagna PANSTR10 appena conclusasi che ha portato alla deposizione di 5 OBS/H. Infine nel quinto capitolo, saranno descritte alcune attività di ricerca collaterali svoltesi durante il triennio. Esse consistono in numerose campagne di sismica passiva di esplorazione svoltesi nell’ambito di progetti condotti dall’Università di Palermo, per lo studio di alcune strutture profonde nell’area di Paternò e nell’isola di Ischia.