Facoltà Di Scienze MM.FF.NN. Dottorato Di Ricerca In
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Università degli Studi di Napoli “Federico II” Facoltà di Scienze MM.FF.NN. Dottorato di Ricerca in Scienze della Terra XXIV ciclo Modelli delle velocità sismiche di taglio della struttura crostale profonda della Piana Campana mediante cross-correlazione di rumore sismico A B Tutor Dottoranda Prof.ssa Concettina Nunziata dott.ssa Maria Rosaria Costanzo Coordinatore del XXIV Ciclo Prof.ssa Maria Boni Indice Introduzione .............................................................................................................................................. 1 Capitolo 1 – Inquadramento geologico – geofisico della Campania ............................................... 5 1.1 Evoluzione geodinamica dell’area mediterranea .................................................................................. 5 1.2 Appennino meridionale ...................................................................................................................... 9 1.2.1 Basamento cristallino e/o magnetico ........................................................................................... 11 1.3 Stratigrafia ed assetto morfo-strutturale della Piana Campana ........................................................... 13 1.4 Modelli strutturali dei vulcani campani ............................................................................................. 21 1.4.1 Il Somma – Vesuvio .................................................................................................................. 22 1.4.2 I Campi Flegrei ......................................................................................................................... 24 1.4.3 Il Roccamonfina ........................................................................................................................ 27 1.4.4 La Zona Vulcanica Campana ..................................................................................................... 27 Capitolo 2 – Metodologie di analisi ed elaborazione dei dati .......................................................... 29 2.1 Cross-correlazione del rumore sismico .............................................................................................. 29 2.2 Analisi FTAN ................................................................................................................................... 35 2.3 Metodo di inversione Hedgehog ....................................................................................................... 39 Capitolo 3 – Analisi dei segnali di cross-correlazione di rumore sismico: procedure e problematiche ........................................................................................................................................ 42 3.1 Acquisizione dei dati ........................................................................................................................ 42 3.2 Analisi di NCF ................................................................................................................................. 44 3.2.1 Preparazione dei segnali alle singole stazioni ............................................................................. 45 3.2.2 Cross-correlazione giornaliera e media mensile .......................................................................... 46 3.2.2 Misura della dispersione delle velocità di gruppo ....................................................................... 46 3.3 Problematiche della NCF .................................................................................................................. 47 3.3.1 Stabilità ..................................................................................................................................... 47 3.3.2 Stabilità della NCF negli anni .................................................................................................... 68 3.3.3 Simmetria ................................................................................................................................... 71 3.3.4 Confronto tra le curve di dispersione estratte da terremoti e da NCF .......................................... 75 3.3.5 Problemi sulle registrazioni .................................................................................................... 78 3.3.6 Disallineamento delle stazioni rispetto la sorgente del campo d’onda ............................... 82 3.3.7 Assenza di dispersione sulla componente verticale del moto .............................................. 84 3.3.8 NCF con basso SNR .................................................................................................................. 87 3.4 Conclusioni e curve medie estratte dalle NCF .................................................................................... 92 Capitolo 4 – Inversione dei dati di dispersione ................................................................................. 94 4.1 Inversione dei dati di dispersione estratti dalle NCF .......................................................................... 96 4.1.1 Tragitto Castel Volturno – Caserta ........................................................................................ 98 4.1.2 Tragitto Napoli – Caserta ......................................................................................................... 100 4.1.3 Tragitto Napoli – Castel Volturno ............................................................................................ 102 4.1.4 Tragitto Napoli – Pietramelara ................................................................................................. 104 4.1.5 Tragitto Trecase al Vesuvio – Napoli ...................................................................................... 106 4.1.6 Tragitto Napoli – Monte Sant’Angelo ...................................................................................... 108 4.1.8 Tragitto Napoli – Quarto ........................................................................................................ 110 4.2 Inversione dei dati di dispersione estratti dalle registrazioni di terremoti ......................................... 112 4.2.1 Tragitto Avella – Vesuvio ........................................................................................................ 116 4.2.2 Tragitto Frosinone – Napoli ..................................................................................................... 118 4.2.3 Tragitto Sannio – Napoli .......................................................................................................... 122 4.2.4 Tragitto Vesuvio – Nola .......................................................................................................... 126 Capitolo 5 – Interpretazione dei risultati ........................................................................................ 128 5.1 Settore peritirrenico della Piana Campana ....................................................................................... 131 5.2 Settore centrale della Piana Campana ............................................................................................. 132 5.3 Settore sud-orientale della Piana Campana....................................................................................... 133 5.4 Fascia appenninica limitrofa alla Piana Campana ............................................................................ 135 5.5 Confronto modelli di VS della Piana Campana con sezioni geologiche ............................................ 137 5.6 Settore meridionale della Piana Campana ....................................................................................... 139 Conclusioni ............................................................................................................................................ 141 Bibliografia ............................................................................................................................................ 144 Ringraziamenti ..................................................................................................................................... 153 Introduzione L‟obiettivo principale di questa tesi di dottorato è quello di utilizzare la tecnica di cross correlazione di rumore sismico per ottenere modelli 1D di velocità sismiche delle onde di taglio (VS) relative alle strutture profonde (crostali e del mantello superiore) della Piana Campana. Quest‟obiettivo è raggiunto attraverso l‟inversione non lineare dei dati di dispersione delle velocità di gruppo del modo fondamentale delle onde superficiali di Rayleigh ottenuti sia dall‟analisi della cross- correlazione di rumore sismico registrato in due stazioni sia attraverso l‟analisi di eventi sismici localizzati intorno alla Piana Campana. I dati di dispersione (locali) relativi a periodi ≥ 3s sono stati usati nell‟inversione congiuntamente ai dati regionali (periodi da 7-10 a 150 s), velocità di fase e di gruppo, ottenuti dalla tomografia delle onde superficiali di terremoti regionali e telesismi (Panza et al., 2007a). La Piana Campana è una regione affetta da un‟intensa tettonica distensiva quaternaria, connessa all‟evoluzione del sistema in subduzione Appennino – bacino di retroarco tirrenico (dal Tortoniano superiore) che ha dissecato le unità appenniniche, affioranti presso i massicci carbonatici che la bordano (Monte Massico, Monti di Caserta, Penisola Sorrentina), in una serie di horst e graben ribassandole a profondità anche superiori a 3 km (Ippolito et al., 1973). L‟apertura del Mar Tirreno, associata all‟arretramento dello slab Apulo-Adriatico in