Interazione tra Università, Enti di Ricerca e Dipartimento di Protezione

Civile per la riduzione del rischio sismico

Geologia del Quaternario, faglie attive e microzonazione sismica

Paolo Messina

Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria - CNR

Roma 16.02.2017

Università Roma tre – Presentazione del «CRUST»

The research groups at IGAG cover five main research lines, which are

considered strategic and most promising

1. Geological processes for the knowledge and mitigation of natural hazards

and for the assessment and exploitation of natural resources

2. Geomorphological evolution of continental margins and adjoining marine

areas for the mitigation of geological hazards

3. Soil and fluid geochemistry for environmental assessments

4. Site remediation and recovery technologies of industrial waste

5. Exploitation and promotion of geological raw materials and safety of

disused mining areas

Institute of Environmental Geology and Geoengineering

The UrbiSIT Project

DEM

Geology

Subsoil database

Damage inventories

UrbiSIT

Interferometry

Land use

The urbisit projet was designed for geohazard evaluation in urban areas and for production of integrated models aimed at seismic microzonation

• A series of operating units are part of the project

• CNR Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria (IGAG)

• CNR Istituto Rischio Protezione Idrogeologica (IRPI)

• CNR Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali (ITABC)

• Università di Roma 1 Dipartimento di Scienze della Terra

• Università di Roma 1 Dipartimento di Ingegneria Chimica Materiali Ambiente

• Università di Roma 1 Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica

• Università di Roma 3 Dipartimento di Scienze Geologiche

• Università di Firenze Dipartimento Scienze della Terra

• Università di Urbino

• A network of 40 researcher (geologists, geophysicists, geotechnical, engineers, archaeologists, computer scientists)

• 6 Workpakages

The UrbiSIT Project

GEOHAZARD EVALUATION AND SEISMIC MICROZONATION

OF THE CENTRAL ARCHAEOLOGICAL AREA OF ROME

1- CNR-IGAG, Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria

2- CNR-ITABC, Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali

3- CNR-IMAA, Istituto di Metodologie per l’Analisi Ambientale

4- CNR-IAMC, Istituto per l'Ambiente Marino e Costiero

5 -SAPIENZA Università di Roma, Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica

6- DPC, Presidenza del Consiglio dei Ministri - Dipartimento della Protezione Civile

With the financial contribution of:

- Presidenza del Consiglio dei Ministri - Dipartimento della Protezione Civile, UrbiSIT Project

- Commissario delegato per le Aree Archeologiche di Roma e Ostia Antica

PALATINE PROJECT

Geohazard evaluation and seismic microzonation of the Central Archaeological

Area of Rome

THE PALATINE

PROJECT

Carried out by

the Institute of

Environmental

Geology and

Geoengineering

(IGAG) of the

National

Research

Council (CNR).

Research units

involved:

• CNR-ITABC

• CNR-IMAA

• CNR-IAMC

• DISG-Sapienza

• DPC

General goals

1) Define the subsoil setting (geology, hydrogeology, geotechnics) of the study

area;

2) Evaluate the susceptibility to instability (i.e., landslides, cavity collapses) ;

3) Perform the seismic microzonation.

Products

• Geological and hydrogeological map of the Palatine hill and surrounding areas,

with geological cross-sections.

• Geotechnical characterization of lithotypes in static conditions.

• Susceptibility to instability map of the Palatine hill and surrounding areas.

• Seismic microzonation map of level 1 of the Palatine hill and surrounding areas.

• Seismic microzonation map of level 3 of the Palatine hill and surrounding areas,

with acceleration response spectra.

PALATINE PROJECT

Geohazard evaluation and seismic microzonation of the Central

Archaeological Area of Rome

2D modeling of local seismic response 2

7

Project MaGIC (Marine Geohazards along the Italian Coasts)

MARINE GEOLOGY AT CNR-IGAG

More than 100 oceanographic cruises

Database of 40.000 km of seismic lines, 20.000 km2 multibeam data,

330 seafloor cores, 200 seafloor dredge and grab samples

Project MaGIC (Marine Geohazards along the Italian Coasts)

An integrated research project for acquiring high-resolution morphobathymetry and producing geohazard maps of the continental margins of Italy

The Italian national Project MaGIC was devoted at documenting potential geohazards based on the acquisition of high-resolution multibeam bathymetry on the outer shelf upper slope and on the production of 73 maps of the geohazard-related geomorphic features for most of the Italian continental margins at the scale 1:50.000. The project was participated by the whole community of Italian researchers in Marine Geology (7 universities, 3 National Research Council Institutes, OGS Trieste). The project was completed and the results are already used by Civil Protection Department

The project MaGIC is a 5-year project (December 2007– December 2012)

CNR - IGAG è centro di competenza per rischi geologici marini e costieri

per il Dipartimento di Protezione Civile

Progetto MaGIC CNR-IAMC, CNR-ISMAR, OGS

CONISMA (7 Universities)

40.000 miglia nuovi dati multibeam + 20.000 recuperate,

73 fogli 1:50.000 (4 livelli interpretativi)

Ricerche su: 1) Frana e maremoto Stromboli 2002 2) Crisi eruttiva Stromboli 2007 3) Eruzione sottomarina 1891 Pantelleria 4) Eruzione sottomarina 2000 Terceira (Azzorre) 5) Instabilità fianco orientale dell’Etna 6) Alluvione Scaletta e Giampilieri 2008 7) Instabilità Gravitativa Cirò Marina 8) Frana e maremoto Gioia Tauro 1977 9) Frana e Maremoto Scilla 1783 10) Distribuzione frane su margini continentali

Project MaGIC Stromboli

Structural Geology

Basic research

• Geodynamics, subduction zones kinematics, orogens structure and tectonic evolution

• Carried out integrating several disciplines such as structural geology, geophysics, stratigraphy, sedimentology, and geomorphology

• Derived from the Italian deep crust exploration program (CROP)‏

Applied research

• 3D structural modelling

• Seismotectonic characterization of active faults

• Geological storage of CO2 and CH4 in deep saline aquifers

• Characterization of naturally fractured carbonate reservoirs

• Evaluation of the geothermal resources

LAB: Seismic Interpretation & 3D Geological Modelling

• Geographic Information System (ArcGIS - ESRI)‏

• 2D Structural Modeling (LithoTect Geo-Logic Systems, LLC)‏

• 2D & 3D seismic and well data interpretation (Kingdom - SMT Inc.)‏

• 3D geological & properties modeling (Petrel – Schlumberger)‏

Modello geologico evolutivo attraverso studi di geologia del Quaternario

Gli studi di geologia del Quaternario integrati con i risultati delle analisi paleosismologiche sono di fondamentale importanza per la caratterizzazione della tettonica attiva e quindi della pericolosità sismica:

1) ricostruzione dell'evoluzione tettonica quaternaria al fine di identificare le faglie “primarie” attive nel Pleistocene superiore-Olocene (e quindi, molto probabilmente, diretta espressione del regime sismotettonico attuale): “Neotettonica” auct.;

2) caratterizzazione dell'attività recente di una faglia (entità del rigetto recente, rateo di movimento), mediante indagini stratigrafiche e geomorfologiche lungo la struttura;

3) individuazione e datazione di singoli eventi di dislocazione cosismici (analisi paleosismologiche), da alcuni secoli BP a millenni BP; le stesse indagini consentono la definizione di parametri che descrivono il comportamento delle faglie (rateo di movimento, massima magnitudo attesa, tempo di ritorno per eventi di fagliazione di superficie, tempo intercorso dall'ultima attivazione, ecc....);

4) completamento delle conoscenze sulle caratteristiche sismogenetiche, mediante indagini sui terremoti storici che hanno interessato una determinata area e indagini archeosismologiche (fagliazione in corrispondenza di siti archeologici e crolli sincroni in diversi siti) nella prospettiva di associare terremoti storici alle faglie.

Faglia del Monte Vettore

30 ottobre 2016

Settembre 2016 1998

Da Galli e Galadini, 1999 - Galadini e Galli, 2000 e 2003 modificato

#

Faults

Slip

rate

mm/y

W

(km)

L

(km)

Mw

1a,b,

c, 3

Gubbio,

G. Tadino,

Colfiorito,

Norcia

0.15

14

139

5.9

1a Gubbio only

(floating fault) 0.15 12 22 6.2

1b G. Tadino only

(floating fault) 0.15 15 16 6.2

1c Colfiorito

only

(floating fault)

0.15 20 23 6.2

2 Fabrianese (t. floating

fault)

0.15

15

51

5.9

3 Norcia 0.65 15 32 6.7

4 M. Vettore 0.50 15 22 6.5

5 Laga Mts.

(Campotosto) 0.65 14 29 6.6

6 C. Imperatore 0.6 15 44 6.8

7 L’Aquila 0.65 15 26 6.6

8 Ovindoli-Pezza 0.65 15 25 6.6

9 Fucino 0.7 17 36 6.9

10 M.Valle Aterno 0.6 15 21 6.5

11 Sulmona

Basin 0.6 15 21 6.5

12 Maiella 0.6 15 28 6.6

13 Aremogna

Cinquemiglia 0.6 15 20 6.5

14 Sangro 0.4 15 22 6.5

15 Martani sud

Salto velino 0.10 14 47 6.0

FAULT GEOMETRY AND SEISMIC BEHAVIOUR

Akinci et al. (2004)

L’individuazione e lo studio delle faglie attive non può in ogni caso essere limitato ad

indagini speditive (es.: solo rilievi geomorfologici) o a carattere locale (es.: isolati scavi

paleosismologici in assenza di dettagliati studi geologici a carattere areale).

Galadini, 1999

Scarpate di faglia in roccia

Scarpate di faglia in roccia in Appennino centrale. A – Monti della Magnola (bordo settentrionale del bacino del Fucino, AQ) B – Monte Cefalone (bordo settentrionale della Piana di Campo Felice, AQ) C – Monte Serrone (bordo meridionale del bacino del Fucino, AQ) D – Monte Parasano (bordo orientale del bacino del Fucino, AQ).

Faglia di Anversa degli Abruzzi (AQ)

Questo tipo di approccio non può in ogni caso essere limitato ad indagini

speditive (es.: solo rilievi geomorfologici) o a carattere locale (es.: isolati scavi

paleosismologici in assenza di dettagliati studi geologici a carattere areale).

Evoluzione tettonica del “terrazzo” Pescina - Collarmele

Messina, 1996

Superficie Pescina - Collarmele

Superficie Pescina - Collarmele

Il Centro per la Microzonazione sismica e le sue applicazioni (CentroMS)

Alla fine del 2014, su iniziativa del Consiglio Nazionale delle Ricerche - Dipartimento di Scienze del Sistema Terra e Tecnologie per l'Ambiente (CNR DTA) e l'Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria (CNR IGAG), è stato fondato il Centro per la Microzonazione sismica e le sue applicazioni (CentroMS).

L'accordo per l'istituzione di CentroMS coinvolge Istituti del CNR e altri Istituti di ricerca e Dipartimenti universitari:

CNR – IGAG;

CNR - IAMC;

CNR - IDPA;

CNR - IMAA;

OGS

Università di Catania – DSBGA.

Politecnico di Milano – DICA;

Università Sapienza di Roma - DST;

Università di Siena - DSFTA

INGV

ISPRA

ENEA

CNR DTA, attraverso CNR IGAG, coordina le attività del CentroMS con il contributo di un comitato direttivo costituito da un rappresentante per ogni partner.

CentroMS mira a fornire supporto scientifico e tecnico per le istituzioni coinvolte nella microzonazione sismica e le sue applicazioni, con particolare riferimento alla pianificazione urbana e ai problemi geologici, geotecnici e geofisici connessi alla gestione delle emergenze sismiche.

CentroMS raggiunge i suoi obiettivi attraverso:

• lo sviluppo di metodologie e aggiornamenti sulla microzonazione sismica e le sue applicazioni;

• la promozione della formazione teorica e operativa;

• la fornitura di supporto tecnico e scientifico per l'attuazione e il coordinamento degli studi, anche nella prima emergenza;

• la promozione di informazioni ai soggetti interessati.

CentroMS segue il percorso di proficua collaborazione tra i ricercatori e le istituzioni, che ha permesso per la pubblicazione delle "Linee guida e criteri per la Microzonazione sismica" nel 2008, e ha contribuito a gestire l'emergenza post-terremoto in Abruzzo nel 2009.

CentroMS svolge attività complementari a quelle adottate da altre istituzioni scientifiche che operano nel campo della pericolosità sismica regionale e la vulnerabilità delle strutture, portando il contributo di competenze geologiche, geotecniche, geofisiche e per la valutazione degli effetti sismici locali.

Il CentroMS per il

Terremoto Centro Italia 2016

Il CentroMS per il

Terremoto Centro Italia 2016

Attività in emergenza del CentroMS

(dalla Giornata di Presentazione del CentroMS, 28 gennaio 2016)

«….Predisponiamo un gruppo di intervento….che si metta a disposizione di chi è preposto al

coordinamento delle attività emergenziali post-sisma».

Il CentroMS per l’emergenza Terremoto Centro Italia

2016

Il 12 settembre 2016, presso il Dipartimento della Protezione Civile e alla presenza del

Vice Capodipartimento, si è insediato il gruppo di lavoro a supporto del DPC per le

attività connesse al terremoto del 24 agosto 2016; partecipano al progetto anche Istituti

e Dipartimenti non afferenti al CentroMS.

Attività operative

È stata effettuata una suddivisione del territorio in macroaree. Il progetto è

coordinato dal CentroMS e incardinato nelle attività della Funzione Tecnica

della Di.Coma.C. di Rieti.

Il CentroMS per il

Terremoto Centro Italia 2016

Organizzazione

Impegnati 22 tra Enti, Istituti di ricerca e

Dipartimenti universitari, organizzati in

gruppi di lavoro interdisciplinari (oltre 100

ricercatori), che operano in 5 macroaree.

Macroaree Lazio e Marche:

Macroarea 1 Arquata_Montegallo

Macroarea 2 Accumoli

Macroarea 3 Amatrice

Macroaree Umbria e Abruzzo:

Macroarea Norcia_San Pellegrino

Macroarea Santa Lucia_Capitignano

Interazione tra Università, Enti di Ricerca e Dipartimento di Protezione

Civile per la riduzione del rischio sismico

Geologia del Quaternario, faglie attive e microzonazione sismica

Paolo Messina

Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria - CNR

Roma 16.02.2017

Università Roma tre – Presentazione del «CRUST»