Caratterizzazione sismica dell area etnea tramite l analisi della distribuzione spazio-temporale degli intertempi

Abstract

In questa tesi è stata analizzata la variazione, sia nello spazio che nel tempo, delle distribuzioni degli intertempi (IETs) della sismicità registrata all Etna tra il 1988 ed il 2011. Il fine di questo studio è quello di identificare il comportamento periodico o stazionario della sismicità etnea e correlarlo alle caratteristiche vulcano-tettoniche della regione. Il confronto con l analisi della sismicità in Sicilia ed in Italia, mostra che a larga scala gli IETs sono ben modellati da una distribuzione Gamma, mentre su scala del vulcano la distribuzione degli IETs è una curva bimodale, i cui picchi sono dovuti: (i) al contributo di sciami sismici locali caratterizzati da tempi di interriccorrenza molto brevi, (ii) all attività sismica regionale e stazionaria di background. La variazione spaziale delle distribuzioni degli IETs, nei differenti settori dell Etna, mostra che la sismicità indotta dalla pressione dei magmi è ben evidente in un volume sismogenico che si estende dalla superficie fino a 5 km di profondità, localizzato nell area dei crateri sommitali. La sismicità nei volumi crostali etnei risente sia dalla pressione del magma che dell azione della tettonica regionale; quest ultima induce (i) una sismicità di background riconoscibile in ogni settore del vulcano ed (ii) un differente stile sismico, tra fianco orientale ed occidentale del vulcano, ben distinguibile per profondità Z > 5 km. Per terremoti con Z > 5 km, sia nel versante orientale del vulcano che nel settore orientale della Sicilia, le distribuzioni degli IETs sono caratterizzate da eventi indipendenti che suggeriscono che entrambe le aree, sono influenzate dello stesso regime tettonico estensionale. Le distribuzioni nel fianco occidentale del vulcano e nel settore nord-occidentale della Sicilia, sono invece bimodali e rivelano che in entrambe le aree agisce lo stesso regime compressivo. Quindi l analisi degli IETs su sub-dataset etnei ed il confronto con il contesto regionale, conferma che il vulcano è localizzato al confine tra due differenti domini tettonici, come precedentemente osservato da altri autori utilizzando altre metodologie di indagine. A conclusione dell analisi svolta, è stato condotto uno studio di dettaglio sull Etna, ampliando il catalogo dei terremoti con i dati registrati dalla rete sismica gestita dall Università di Catania durante il periodo 1976 1987. Gli IETs sono stati analizzati unitamente alla variazione, nel tempo e nello spazio, della della sismicità nei diversi settori del vulcano, al fine di verificare possibili correlazioni tra l attivazione di particolari volumi sismogenici e processi eruttivi. I risultati ottenuti avvalorano le considerazioni precedenti e confermando la bontà dell approccio statistico utilizzato. Inoltre, periodici cambiamenti nella frequenza di accadimento dei terremoti nel settore occidentale del vulcano, mettono in evidenza una tendenza alla migrazione degli ipocentri da volumi crostali più profondi (Z > 12 km) a più superficiali (5 < Z < 12 km), prima di molte eruzioni laterali. Questo fenomeno, potrebbe essere interpretato come la risposta ad una ricarica profonda del sistema di alimentazione seguita da migrazione di magma verso livelli più superficiali. Infine, l analisi temporale degli IETs, svolta selezionando sub-periodi, in funzione delle variazioni del rate sismico osservate sull intero dataset (1976-2011), mostra che quando è presente una elevata attività eruttiva laterale, l accadimento degli sciami sismici è ristretta al livello di profondità Z < 5 km. Un diverso comportamento caratterizza i periodi di intensa attività sommitale, durante i quali all Etna è presente solo una moderata attività di background, espressa da molti eventi indipendenti ed una quantità minore di eventi correlati.