| SEISMOLOGY AND SEISMOTECTONICS

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Il corso ha l’obiettivo di fornire le conoscenze necessarie per comprendere i processi fisici alla base della generazione dei terremoti e le relazioni tra tettonica e sismicità di un’area. Particolare attenzione è rivolta allo studio della sorgente sismica e della propagazione delle onde sismiche in mezzi eterogenei. Il corso inoltre tratta le ricadute applicative di tali conoscenze nella tutela e nella corretta gestione dello sfruttamento delle georisorse. Sono altresì illustrati alcuni dei più recenti progressi nel campo della sismologia e nel monitoraggio sismico.

I risultati di apprendimento attesi consistono nella capacità di comprendere le leggi fisiche che regolano i processi di generazione dei terremoti e della propagazione delle onde sismiche, nella capacità di analizzare le forme d’onda nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza e utilizzare i risultati del processing per la localizzazione dei terremoti, la stima dei parametri di sorgente, l’imaging di faglie attive e la valutazione del loro potenziale sismogenetico. Ci si attende al termine del corso anche un miglioramento delle abilità informatiche e una conoscenza approfondita del rischio sismico e delle misure di mitigazione del rischio da sismicità naturale e indotta.

Strumenti e conoscenze di Matematica, Fisica e Geologia acquisiti nel corso di Laurea di I livello.

Il corso si suddivide nei seguenti principali argomenti:

1. Elementi di sismologia e di sismotettonica
   
2. La propagazione delle onde sismiche in mezzi eterogenei
3. Reti sismiche, cataloghi sismici, metodi per lo studio dell’interno della Terra
4. Registrazione e analisi dei segnali sismici
5. La sorgente sismica in approssimazione di sorgente puntiforme
6. La sorgente estesa
7. Il contributo della sismologia per la definizione di un modello sismotettonico
8. Il rischio sismico da sismicità naturale e indotta

Elementi di sismologia e di sismotettonica (4 ore di lezione)

Cenni storici e definizione. Scale di osservazione. Elementi di algebra tensoriale. Sforzo, deformazione, legge di Hooke, equazione del moto, equazione d’onda.

La propagazione delle onde sismiche in mezzi eterogenei (4 ore di lezione)

Definizione di discontinuità sismica, onde riflesse, onde di volume e onde di superficie, onde convertite, headwaves, attenuazione geometrica e anelastica, dromocrone, teoria del raggio.

Reti sismiche, cataloghi sismici, metodi per lo studio dell’interno della Terra (4 ore di lezione + 3 ore di esercitazione)

Definizione e classificazione delle reti sismiche. Cataloghi sismici. Utilizzo delle onde sismiche per lo studio dell’interno della Terra. La tomografia sismica.

Registrazione e analisi dei segnali sismici (4 ore di lezione + 9 ore di esercitazione)

Strumentazione sismica e digitalizzazione dei segnali sismici. Analisi dei segnali digitali: analisi di Fourier, aliasing, windowing, convoluzione, filtri.

La sorgente sismica in approssimazione di sorgente puntiforme (4 ore di lezione + 6 ore di esercitazione)

Localizzazione dei terremoti, meccanismi focali, magnitudo, momento sismico, leggi di scala dei terremoti.

La sorgente estesa (4 ore di lezione)

Cinematica e dinamica dei terremoti: modello di Haskell, modello di Sato e Hirasawa, modello di Madariaga, modello di Brune, diagramma di radiazione e direttività della rottura, stress drop statico, dinamico e apparente, complessità della frattura sismica, modello barriera e asperità.

Il contributo della sismologia per la definizione di un modello sismotettonico (4 ore di lezione + 3 ore di esercitazione)

Eventi sismici compositi e multipli, sequenze sismiche, analisi della deformazione sismica e tettonica, stima del potenziale sismogenetico, imaging di faglie attive attraverso metodi geofisici.

Il rischio sismico da sismicità naturale e indotta (4 ore di lezione + 3 ore di esercitazione)

La sismicità indotta da attività antropiche. Cenni di rischio sismico da sismicità naturale e indotta.

Il corso prevede lezioni frontali ed esercitazioni, oltre alla lettura di articoli scientifici di letteratura forniti dal docente.

Esame orale finalizzato ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente nei contenuti teorici, metodologici e pratici indicati nel programma del corso.

• Zollo, A., Emolo, A. (2011). Terremoti e onde. Metodi e pratica della sismologia moderna. Liguori Editore.
• Shearer, P. M. (2011). Introduction to Seismology, 2nd edition. Cambridge.
• Aki, K., Richards, P.G. (2009). Quantitative Seismology, 2nd edition. University Science Books.
• Stein, S., Wysession, M. (2003). An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure. Blackwell Publishing.
• Lay, T., Wallace, T.C. (1995). Modern Global Seismology. Academic Press.
• Appunti, articoli scientifici ed altro materiale fornito dal docente.
  

Il docente sarà disponibile dal Lunedì al Venerdì, previo appuntamento nella struttura scientifica di provenienza del docente. Gli studenti potranno interagire con il docente anche via email.

9 febbraio 2022; 9 marzo 2022; 8 giugno 2022; 6 luglio 2022; 7 settembre 2022; 5 ottobre 2022; 7 dicembre 2022.

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