P U B B L I C A Z I O N I
D E L L ' I S T I T U T O N A Z I O N A L E DI G E O F I S I C A
DEL CONSIGLIO NAZIONALE D E L L E RICERCHE
diretto dal prof. ANTONINO LO SURDO Accademico d'Italia
N . 97
DOMENICO DI FILIPPO
Il terremoto di Cervara di Roma
dell '8 settembre 1 9 4 1 - X I X
, R O M A
A N N O M O M X L I I J
Estratto dal « Bollettino della Società Sismologica Italiana >>
Voi. X L - N. 1-2 - Anno 1942
ROMA - SCUOLA TIPOGRAFICA PIO X - VIA DEGLI ETRUSCHI, 7-9 - ROMA
Riassunto. — Per portare un contributo alla conoscenza delle caratteristiche sismiche dell' Italia, e in particolare determinare quelle della zona Lazio-Abruzzo, si è studiato il terremoto dell '8 settembre 1 9 4 1 - X I X .
Vengono esposti i risultati di detto studio: determinazione dell'epicentro, della profondità ipocentrale, del tempo origine e delle dromo-crone delle fasi Pg, Sg, Pra, Sn. Per i due tipi di onde normali si sono ottenute velocità quasi uguali alle medie rispettive dei valori finora calcolati. Invece per le onde Pg e Sg, con i valori j-ispettivi 5 , 3 9 e 4 ,4 km/sec. si è ottenuta una nuova conferma delle diversità di caratteri-
i stiche, fra l'Italia centrale e la parte settentrionale, come ebbe ad osservare per la prima volta il Prof. Caloi.
1. Nel pomeriggio dell '8 settembre 1941 alle I8h e 3 0 m ( t . m . e . e ) , nei paesi della zona di confine tra le provincie di Roma e dell'Aquila, fu avvertita una sensibile scossa di terremoto.
Dalle notizie della stampa quotidiana e soprattutto da quelle pervenute all'Ufficio Centrale di Meteorologia, cortesemente poste a mia disposizione, ho potuto rilevare che il movimento sismico si manifestò con la maggiore intensità nel comune di Cervara di Roma (Roma) . In questo paese, la scossa, valutata del V-VI° della scala Mercalli, fu sentita da tutti con spavento generale, si ebbero lesioni considerevoli a circa un centinaio di fabbricali, senza però produrre vittime; si osservarono intorbidamenti di acque sorgive e furono uditi dei boati e dei rombi sotterranei.
Il movimento principale fu seguito, per una settimana, da una ventina di repliche di intensità decrescente. A Carsoli (l'Aquila), Riofreddo )
Canterano, Vallepietra e Vicovaro ( R o m a ) fu valutata di IV grado e produsse tremolio di grandi oggetti, come tavoli ecc., senza però produrre danni alle persone ed ai fabbricati. Di III grado a Castel Madama,
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Zagarolo, Palestrina ( R o m a ) e Tagliacozzo. (l 'Aquila) , ove fu sentita da poche persone sedute e produsse tremolio di piccoli oggetti ; infine di Il grado nei comuni fra Tagliacozzo ed Avezzano (l 'Aquila) .
Data la piccola zona interessata, con le poche notizie macrosismiche, ho potuto segnare sulla cartina del luogo le linee isosiste, fig. I, dalle quali si rileva la regolarità dello spostamento del movimento in superficie ed il suo rapido smorzamento.
2. - Per lo studio microsismico di questo terremoto, manifestatosi in una zona moho interessante dal punto di vista sismico- e della quale si ignorano le caratteristiche geodinamiche, mi sono servito di circa una dozzina di registrazioni originali, messe gentilmente a disposizione da stazioni nazionali ed estere.
Mi sono valso, per la determinazione dell'epicentro, del metodo grafico di Caloi (*) per il caso di tre stazioni, basato su principi della geometria di contatto e sulla conoscenza della velocità di propagazione e dei tempi di arrivo delle onde longitudinali dirette. Posto Viy t i 5,3 km/sec. considerati i tempi di arrivo delle P¿- a Roma; Camerino e Prato e assumendo Roma come stazione fondamentale, i raggi delle circonferenze per Camerino e Prato, sono risultati rispettivamente 66,78 e 204,58 km.
La costruzione eseguita su di una carta d'Italia al 1.700.000 mi ha dato per le coordinate geografiche dell'epicentro i seguenti valori :
Dei dati dei tre osservatori precedentemente nominati, più quelli di Napoli, dei quali ultimi non mi sono, potuto valere nel
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metodo grafico data l'incertezza nella correzione del tempo, mi sono servito per applicare il metodo analitico di Caloi (*) per terremoti ad origine vicina, che presenta sugli altri il vantaggio di lasciare i risultati immuni dagli errori di correzione del tempo, perchè opera con le differenze dei tempi di arrivo delle onde longitudinali e trasversali dirette;.
Detta A,s la distanza ipocentrale di un osservatorio, e V, e V s , rispettivamente le velocità di propagazione delle ed , Sg; indicata
con Ti la differenza dei tempi di arrivo di detie onde e posto
si può scrivere :
Le sfere con centro nelle stazioni considerate e con raggio uguale al corrispondente KT,- hanno a due a due in comune un cerchio verticale, che contiene l'epicentro e la cui circonferenza passa per l'epicentro.
L,'epicentro viene cosi a trovarsi nel punto comune degli assi radicali dei cerchi intersezioni delle sfere con la superficie terrestre, considerata piana.
Disponendo dei dati di quattro o più stazioni, le equazioni in coordinate cartesiane degli assi radicali, riferite tutte alla prima, presa come iondamentale, sono :
dove x., i'„ e x:j, yj sono rispettivaménte le coordinate ortogonali dell'epicentro e dei vari Osservatori e
Ponendo
ed adoperando il metodo dei minimi quadrati si perviene alle seguenti equazioni normali : . . . 1 ••• :
II. T E R R E M O T O DI CERVA RA DI ROMA
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Se poi si considerano tutte le stazioni alla stessa stregua il sistema da risolvere diviene :
e usando lo stesso metodo di calcolo per la risoluzione si giunge ad equazioni normali analoghe alle precedenti, dove però :
Per l'applicazione pratica, ho cominciato col determinare con metodo geodetico rigoroso le coordinate ortogonali delle singole stazioni considerate, assumendo come origine degli assi il punto di coordinate geografie 42° N e 13° E, e prendendo come asse y il meridiano, con verso positivo a Nord, e per asse x il cerchio massimo perpendicolare, col semiasse positivo ad Est. Calcolate le coordinate cartesiane, preso K = 7 , 1, valore già tisatq da P. Caloi con buon esito per l'Italia centrale, e considerata Roma come osservatorio fondamentale, ho determinati i coefficienti a e f$.
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ed infine, risolte le (1). le coordinate ortogonali dell'epicentro sono risultate :
praticamente coincidenti col le precedenti. Trasformati questi ultimi valori, con metodo geodetico, sono
pervenuto in definitiva per l'epicentro alle coordinate geografiche :
che individuano un punto della zona di maggiore intensità macrosismica, nelle vicinanze di Cervara di Roma.
I valori ottenuti con questo metodo sono in buono accordo con i risultati del metodo grafico.
3. - Determinata con precisione la posizione dell'epicentro, la profondità ipocentrale può essere calcolata con vari metodi : tutti però risentono in maniera sensibile dei piccoli errori nei dati di osservazione. Nel caso in esame, dopo aver qalcolate le relative distanze epicentrali l'applicazione alle stazioni vicine della formula :
ha dato risultati molto concordanti e precisamente per Roma. Camerino e Napoli rispettivamente 11,05 — 8,54 — 9,13 km.
Facendo la media di questi valori, ed arrotondando posso scrivere per la profondità ipocentrale :
h = 10 km.
IL T E R R E M O T O DI C E R V A R A DI ROMA
8 D O M E N I C O DI F I L I P P O
Stabilita così la distanza ira l'epicentro e il fuoco sismico è facile calcolare il tempo origine del movimento applicando la formula :
dove ipg e Vp^ sono il tempo di arrivo e la velocità media delle onde longitudinali dirette. Preso Viy = 5,39 km/'sec, valore ottenuto dalla dromocrona più probabile calcolata con gli elementi delle stazioni più vicine, esclusa Napoli, assumendo come tempo-origine provvisorio 18h 30 m 10' (t. m. e. c.), ed applicata • la formula agli stessi Osservatori, ho ottenuto dei valori che hannoI per media :
Di conseguenza, l'ora di arrivo del movimento all'epicentro, facilmente determinabile, risulta :
4. - Le distanze epicentrali delle stazioni le ho calcolate con la nota formula di trigonometria sferica ed i valori ottenuti sono riportati nell'elenco che segue, a fianco di ogni nome, con i tempi di arrivo delle varie fasi riferite al t. m. e. c. A causa delle deboli registrazioni non mi è stato possibile interpretare i sismogrammi di Jena, Budapest e Sofia. Con gli elementi qui sotto riportati ho potuto calcolare le dro-iriocrone delle fasi Pf , Sg, Pn ed Sn la cui rappresentazione grafica riporto nella fig. 3 .
II. T E R R E M O T O DI C E R V A R A DI ROMA 9.
Onde Pg. — Nellestazioni vicine si sono avute delle belle registrazioni di questo tipo d'onda che hanno iniziato il sismogramma, e particolarmente vistosa a Roma I. N. G.: abbastanza chiare sono apparse anche nelle altre stazioni.
Con i dati degli Osservatori di Roma, Camerino, Prato, Bo logna e Trieste ho calcolato, col metodo dei minimi quadrati, la seguente dromocrona più probabile, riferita all'ora ipocentrale:
che posso Scrivere anche nella forma.
Da .quest'ultima relazione risulta per questo tipo d'onda una velocità media di km/sec. 5.30; coincidente praticamente con
lü
i 5.4 km/sec. trovati da Caloi per l'Italia centrale nello studio del terremoto dell' Appennino tosco romagnolo, ed inferiore ai valori ottenuti per l'Europa centrale da Caloi stesso e da altri ricercatori.
Gli scarti fra i tempi osservati e calcolati con l'equazione precedente, sono ;
Onde Sg. — Con i tempi rilevati dalle registrazioni delle stesse stazioni che mi sono servite per le onde ?g, ho ottenuto per la dromocrona più probabile, la relazione :
oppure
Con i seguenti scostamenti dei tempi :
Anche per questo tipo di onda il valore 3.05 km/sec della velocità è concordante con quelli ottenuti da Caloi e Rosini per la Toscana.
Onde Pn. — Dalla stazione di Prato le registrazioni s'iniziano con questo tipo d'onda, sufficientemente chiari i sismogrammi di Zurigo e Neuchàtel posti abbastanza lontani dall' epicentro e ciò in grazia dei sismografi a grande massa, particolarmente adatti per terremoti vicini.
La dromocrona calcolata con i dati di Prato, Bologna, Trieste, Zurigo e Neuchàtel è risultata :
che può scriversi :
TI. T E R R E M O T O DI C E R V A R A DI ROMA 1 1
da cui si rileva una velocità di 8,09 km/sec, leggermente superiore al valore medio di 8,0 km/sec normalmente considerato per questa onda longitudinale.
Le differenze fra i tempi risultano :
Onde Sn. — Anche per quest'onda trasversale le stazioni svizzere hanno dato una chiara registrazione.
Con i tempi di Prato, Bologna, Zurigo e Neuchàtel ho ottenuto la seguente dromocrona :
oppure nella forma :
Fra i tempi osservati e calcolati le differenze sono nulle per la prima e la seconda stazione, e per la terza e la quarta uguali a 0°,l rispettivamente positivo e negativo.
La velocità delle onde Sn risulta quindi di 4,40 km/sec, in ottimo accordo con i valori precedentemente ottenuti da Caloi (Appennino tosco-romagnolo, Cansiglio), Gràie (Nord Tirólo), Rosini (Garfagnana).
Roma, febbraio 1 9 4 3 - X X l .
B I B L I O G R A F I A
( ' ) C A L O I P., Nuovi melodi per la determinazione delle coordinale epicentrali e della profondila ipocentrale di un terremoto ad origine vicina. « Ric. Scient. », 1939 n 7-8.
(*) C A L O I P., Determinazione delle coordinate epicentrali dì un terremoto ad origine vicina con i tempi delle onde longitudinali e trasversali dirette. « Ric . Scient. », 1941, n. 4.
C A L O I P., Caratteristiche sismiche dell' Appennino tosco-romagnolo « Ric. Scient. », 1940, n. 4.
C A L O I P., Ricerche su terremoti ad origine vicina - Scosse del Cansiglio dell'ottobre 1936-XIV. * R i c . S c i e n t . » , 1938, n. 7-8,
G R À F E H. Das Nordtiroler Beben voti 8. Oktober 1930, I Teil. «Zeitschrift (Tir G e o p h y s i k » , 1932, t. I I I - I V .
R O S I N I E., Il terremoto della Garfagnana del 15 ottobre 1939-VII. « Ric. Sc ient .» 1940, n. 7-8.