Eine hohe Konzentration seismischer Stationen zur Erfassung von Mikroseismizität in Latium, den Abruzzen und Molise. Ein Team von INGV-Forschern entwickelte das SLAM-Projekt. Die Forschungsergebnisse wurden in Tectonophysics veröffentlicht.
Das Nationale Institut für Geophysik und Vulkanologie (INGV) registrierte im Fünfjahreszeitraum 7000–2009 in einem ausgedehnten Gebiet an der Grenze zu den Regionen Latium, Abruzzen, Molise und Teilen Kampaniens über 2013 seismische Ereignisse. Dank einer hohen Konzentration seismischer Stationen identifizierte die Studie seismische Strukturen in Gebieten, die starke Erdbeben mit Magnituden von bis zu 6.8–6.9 auslösen können. Die Studie mit dem Titel „Seismische Sequenzen und Schwärme im Apennin Latium-Abruzzen-Molise (Mittelitalien): Neue Beobachtungen und Analysen aus einer dichten Überwachung der jüngsten Aktivität“ wurde in der Fachzeitschrift Tectonophysics veröffentlicht.
(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040195117302238).
Im Laufe seiner Geschichte wurde der Zentralapennin immer wieder von bedeutenden Ereignissen erschüttert, wie etwa jenem von 1349 im Gebiet zwischen Venafro und Cassino oder jenem von 1915 in Avezzano. Ein weiteres bedeutendes Ereignis war jenes von 1654 in der Provinz Frosinone, dessen genauer Ort aufgrund der begrenzten verfügbaren makroseismischen Daten noch immer nicht identifiziert werden konnte.
„Das passive seismische Experiment SLAM (Lazio-Abruzzo-Molise Seismicity) wurde ins Leben gerufen, um das Erdbeben in Campoli Appennino (Provinz Frosinone) im September und Oktober 2009 zu überwachen“, erklärt Alberto Frepoli, INGV-Forscher.
Die Idee, die Anzahl der seismischen Stationen zu erhöhen und auf ein größeres Gebiet auszudehnen, entstand im Sommer 2010 mit der systematischen Erfassung der Daten des Nationalen Seismiknetzes INGV und des kleinen temporären Netzwerks von vier seismischen Sensoren aus dem Pilotprojekt Campoli Appennino. Damals konnte eine Verbesserung der Erfassungskapazität kleiner seismischer Ereignisse (bis zu einer Magnitude ML 4) festgestellt werden, was vor allem auf die hohe Qualität einiger Aufzeichnungsstandorte zurückzuführen ist, insbesondere in Introdacqua, Posta Fibreno und Giuliano di Roma.
„Insgesamt wurden 1310 Ereignisse verortet“, so Frepoli weiter, „die zu dem kleinen seismischen Schwarm im Campoli-Apennin in den zwei Monaten des Jahres 2009 mit einer maximalen Magnitude von ML 3.6 gehörten. Daher ist es wichtig, die mikroseismische Untersuchung mit einem umfangreicheren temporären Netzwerk fortzusetzen und sich dabei die Präsenz von etwa zwanzig temporären seismischen Stationen des seismischen Netzwerks der Abruzzen, fünf Seismographen des regionalen Netzwerks von Molise, zwei Seismographen des IESN (Italienisches Erdbeben-Seismiknetzwerk) und den siebzehn Sensoren des mobilen Netzwerks und der Sektion Rom 1 des INGV zunutze zu machen. Mit etwa 100 seismischen Stationen konnte die Zahl der erfassten Ereignisse somit erhöht werden und erreichte für den Fünfjahreszeitraum 2009-2013 insgesamt 7011.“
Noch nie zuvor gab es in dieser Region eine so hohe Konzentration seismischer Stationen. Im gleichen Zeitraum und im gleichen Untersuchungsgebiet registrierte das Nationale Seismische Netzwerk 4392 Ereignisse, 2619 weniger als das SLAM-Experiment.
Von diesem großen Datensatz weisen 6270 Ereignisse eine gute Lokalisierung auf. Diese sind sowohl für die Bestimmung eines neuen Krustengeschwindigkeitsmodells als auch für die Neuberechnung der Größenordnungen aller aufgezeichneten Ereignisse nützlich.
„Die Studie bietet eine Orientierungshilfe für die Bewertung des Erdbebenrisikos in der untersuchten Region, da sich in diesem Gebiet mehrere Städte mit mehr als 10.000 Einwohnern in der Nähe des komplexen Systems aktiver Apenninverwerfungen befinden. Darüber hinaus strebt die SLAM-Arbeitsgruppe die Wiedereröffnung des historischen seismischen Observatoriums Montecassino an, was die Cassinate-Region weiter aufwerten und zur Verbesserung der bisher durchgeführten Forschung beitragen könnte“, so Frepoli abschließend.
Abstract
Seismische Sequenzen und Schwärme im Apennin Latium-Abruzzo-Molise (Mittelitalien): neue Beobachtungen und Analysen aus einer dichten Überwachung der jüngsten Aktivität
A. Frepoli, GB Cimini, P. De Gori, G. De Luca, A. Marchetti, S. Monna, C. Montuori, NM Pagliuca.
Wir präsentieren eine detaillierte Analyse der seismischen Aktivität im zentralen Apennin, basierend auf einem hochwertigen Seismogramm-Datensatz, der von zwei temporären und drei permanenten Netzwerken gesammelt wurde. Dieses integrierte Netzwerk hat zwischen Januar 2009 und Dezember 2013 insgesamt 7011 lokale Erdbeben (6270 wurden für diese Studie ausgewählt) mit lokalen Magnituden ML zwischen 0.4 und 4.7 aufgezeichnet. Die Hypozentren wurden mithilfe eines Referenz-1D-Krustengeschwindigkeitsmodells lokalisiert, das mit einem genetischen Algorithmus bestimmt wurde. Die Mehrheit der Hypozentren befindet sich unterhalb der Achse des Apenningürtels, während die übrigen entlang des peri-tyrrhenischen Randes zu finden sind. Die Tiefenverteilung der Hypozentren reicht bis in eine Tiefe von 31 km mit einem ausgeprägten Gipfel zwischen 8 und 12 km. Es wurden sowohl seismische Sequenzen mit niedriger bis mittlerer Magnitude als auch diffuse schwarmartige Seismizität beobachtet. Es gab zwei große seismische Schwärme und eine seismische Sequenz, die das Hauptbeben Marsica-SoraML 4.7 umfasste. Insgesamt wurden 468 Verwerfungsebenenlösungen aus P-Wellenpolaritäten abgeleitet. Dieser neue Datensatz vervierfacht die Anzahl der Herdmechanismen, die bisher für regionale Spannungsfeldanalysen im Untersuchungsgebiet verfügbar waren. Die Mehrheit der Verwerfungsebenenlösungen im Zentralapennin zeigt überwiegend normale Verwerfungsbewegungen mit nordost-südwestlichen T-Achsen-Verläufen. Die in dieser Studie berechneten Herdmechanismen bestätigen die Ausdehnung dieses Gebiets. Für die seismische Schwarmsequenz im Marsica-Sora-Gebiet haben wir zudem Azimut und Einfallwinkel der Hauptspannungsachsen durch Invertierung der Verwerfungsebenenlösungen abgeleitet.
Wir finden einige rechtsseitige Blattverschiebungsherde, die möglicherweise die Verlängerung der Blattverschiebungskinematik im Gargano-Apulien-Vorland nach Westen identifizieren und den Übergang zu den von Nordwesten nach Südosten verlaufenden Abschiebungen des inneren Apenningürtels markieren. Die von uns beobachtete Seismizität und Spannungsverteilung könnte mit einem fragmentierten tektonischen Szenario vereinbar sein, bei dem Verwerfungen mit kleinen Abmessungen diffuse seismische Energie freisetzen.
Abbildung 1. Historische Seismizität in Blau
Abbildung 2. Seismische Netzwerke
Abbildung 3. Alle Seismizitätsereignisse von 2009 bis 2013 neu lokalisiert