Sismologia - la determinazione del meccanismo focale (Beachball)

Determinazione del meccanismo focale

Esistono vari metodi per determinare il meccanismo focale. Quello di uso più comune si basa sulla polarità del primo impulso delle onde P che arrivano ad un insieme di punti di osservazioni distribuiti attorno alla zona sorgente e a diversa distanza. In particolare da tale impulso si può valutare se la prima deformazione indotta dall’onda sismica ha carattere compressivo o distensivo: ciò, rispettivamente, rispecchia il fatto che, il movimento del blocco di faglia, lungo la direzione di propagazione dell’onda dalla sorgente alla stazione, è stato diretto verso la stazione, o secondo il verso opposto.

In un caso generale la determinazione del meccanismo focale è complicata perché, essendo i raggi sismici sottoposti a rifrazione lungo il loro percorso, non è immediato valutare quale sia, all’uscita dalla regione focale del terremoto, la direzione di propagazione di un’onda arrivata in una determinata stazione sismica.

Metodo della sfera focale

Il metodo si basa sulla proiezione delle posizioni delle stazioni sismiche (in cui viene letta la polarità) su un’ipotetica sfera focale che circonda la sorgente sismica, con centro nel fuoco, ripercorrendo il raggio sismico in senso inverso. Tale volume sferico viene assunto:

• Di raggio unitario
• Di dimensioni sufficientemente piccole da poter assumere omogeneo il mezzo al suo interno: ciò implica che il percorso dei raggi sismici uscenti dal fuoco (considerato puntiforme) sia rettilineo.

In tal modo le polarità registrate nelle singole stazioni vengono proiettate sulla sfera focale. All’interno di questa sfera focale il piano di faglia ed un piano perpendicolare ad esso ed alla direzione del moto lungo la faglia dividono lo spazio in quattro settori sferici caratterizzati dal passaggio di onde P con primo impulso compressivo o distensivo con polarità opposta nei settori adiacenti ed uguale in quelli opposti.

I due piani sono caratterizzati anche dal fatto che, avvicinandosi a ciascuno di essi, le onde P presentano un’ampiezza del primo impulso decrescente, fino ad annullarsi sul piano stesso, prima di invertire la polarità al passaggio da un settore compressivo ad uno distensivo o viceversa; l’ampiezza massima si osserverà invece lungo i raggi P che passano più distanti da entrambi i piani: per tale ragione tali piani vengono definiti piani nodali. La distribuzione spaziale dei raggi sismici compressivi e distensivi può essere sfruttata per individuare l’orientazione dei piani nodali, uno dei quali è il piano di faglia: a tale scopo occorre riportare sulla superficie della sfera focale la posizione del punto di...