Campi Flegrei, la distribuzione della magnitudo dei terremoti rivela la struttura della caldera

Un recente studio, basato sulla distribuzione spaziale delle magnitudo degli eventi sismici, ha fornito interessanti indicazioni sulle temperature e sullo stress a cui sono sottoposte le rocce che costituiscono il sottosuolo dei Campi Flegrei.

Lo studio dei terremoti può darci preziose indicazioni sulle caratteristiche delle rocce attraversate dalle onde sismiche. La legge di Gutenberg-Richter: i ricercatori ricordano che esiste una relazione empirica che lega il numero dei terremoti alla loro magnitudo.

Questa relazione è stata proposta inizialmente da due ricercatori che nel 1944 hanno analizzato il catalogo sismico della California. Beno Gutenberg e Charles F. Richter. I due scienziati, da cui la legge prende il nome, evidenziarono come le magnitudo dei terremoti del catalogo seguissero una distribuzione esponenziale, dimostrando cioè che esiste una relazione di tipo esponenziale tra il numero di terremoti di magnitudo 5, quelli di magnitudo 4, quelli di magnitudo 3, ecc. 

Questa relazione è caratteristica per ogni area sismogenetica, come è stato evidenziato in innumerevoli lavori scientifici pubblicati dopo il 1944. Nell’espressione matematica della legge compare una costante, b, il cui valore (il cosiddetto b-value) caratterizza la proporzione tra il numero di terremoti di una data magnitudo e quello dei terremoti di magnitudo superiore. 

Analizzando il catalogo dei terremoti registrati in tutto il mondo è stato evidenziato che il b-value globale è molto prossimo a 1. Questo significa che per ogni terremoto di magnitudo 5 in un catalogo sismico sono presenti circa 10 terremoti di magnitudo 4, circa 100 di magnitudo 3, circa 1000 di magnitudo 2 e così via.

Perché si studiano le variazioni nello spazio e nel tempo del b-value? Perché si è visto che le variazioni del b-value nello spazio dipendono dallo stato di sollecitazione, sforzi che inducono deformazioni, a cui è sottoposta la crosta terrestre, dalla fratturazione o dalla temperatura della stessa. 

Si analizzano anche le sue variazioni nel tempo perché sembra che possano aiutare a comprendere l’andamento di una sequenza sismica. La distribuzione del b-value nella sismicità dei Campi Flegrei. L’aumento della sismicità registrato negli ultimi anni ai Campi Flegrei ha spinto i ricercatori ad analizzare la distribuzione spaziale del b-value. 

Lo studio in parte rientra nelle attività di ricerca del progetto LOVE-CF, finanziato dall’Ingv con l’obiettivo di migliorare la capacità di definire lo stato della caldera e prevederne il comportamento futuro. 

Sono stati utilizzati 7670 terremoti registrati tra il 2005 e ottobre 2023 dai sismometri dell’Osservatorio Vesuviano (Sezione di Napoli dell’INGV) e valutato come varia il b-value che descrive la distribuzione delle loro magnitudo nelle diverse zone della caldera flegrea.

Al di sotto delle aree di Solfatara e Pisciarelli il b-value ha valori maggiori di 1. Questo indica che in queste aree si registra un maggior numero di terremoti di bassa magnitudo in rapporto a quelli di magnitudo più elevata rispetto a quanto accade solitamente nelle aree tettoniche. 

Nell’area dell’Accademia Aeronautica e nelle zone che circondano l’area di massimo sollevamento del suolo, dove si registrano terremoti più profondi, il rapporto tra terremoti di bassa e più elevata magnitudo è più simile a quanto registrato nel catalogo globale, con una lieve prevalenza dei secondi.

La distribuzione del b-value è compatibile con la presenza di una estesa area idrotermale molto superficiale al di sotto delle località di Solfatara e Pisciarelli. Qui, a causa dell’elevata presenza di fluidi, lo sforzo dovuto al sollevamento della crosta non riesce ad accumularsi ma viene rilasciato attraverso piccoli terremoti.

Nelle aree più profonde (3-4 km), la presenza di faglie più estese fa sì che lo stress tenda ad accumularsi e ad essere rilasciato attraverso terremoti di magnitudo maggiore.

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