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Neotectonics and long-term seismicity in Europe and the Mediterranean region (2015)

Carafa, M. M. C. ; Barba, S. ; Bird, P.

American Geophysical Union

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Publication Date: 2021-01-04

Description: We present a neotectonic model of ongoing lithosphere deformation and a corresponding estimate of long-term shallow seismicity across the Africa-Eurasia plate boundary, including the eastern Atlantic, Mediterranean region, and continental Europe. GPS and stress data are absent or inadequate for the part of the study area covered by water. Thus, we opt for a dynamic model based on the stress-equilibrium equation; this approach allows us to estimate the long-term behavior of the lithosphere (given certain assumptions about its structure and physics) for both land and sea areas. We first update the existing plate model by adding five quasi-rigid plates (the Ionian Sea, Adria, Northern Greece, Central Greece, and Marmara) to constrain the deformation pattern of the study area. We use the most recent datasets to estimate the lithospheric structure. The models are evaluated in comparison with updated datasets of geodetic velocities and the most compressive horizontal principal stress azimuths. We find that the side and basal strengths drive the present-day motion of the Adria and Aegean Sea plates, whereas lithostatic pressure plays a key role in driving Anatolia. These findings provide new insights into the neotectonics of the greater Mediterranean region. Finally, the preferred model is used to estimate long-term shallow seismicity, which we retrospectively test against historical seismicity. As an alternative to reliance on incomplete geologic data or historical seismic catalogs, these neotectonic models help to forecast long-term seismicity, although requiring additional tuning before seismicity rates are used for seismic hazard purposes.

Description: Published

Description: 5311–5342

Description: 1T. Geodinamica e interno della Terra

Description: 2T. Tettonica attiva

Description: 3T. Pericolosità sismica e contributo alla definizione del rischio

Description: JCR Journal

Description: open

Keywords: Tectonics ; Earthquake rates ; 04. Solid Earth::04.02. Exploration geophysics::04.02.03. Heat flow ; 04. Solid Earth::04.03. Geodesy::04.03.01. Crustal deformations ; 04. Solid Earth::04.04. Geology::04.04.01. Earthquake geology and paleoseismology ; 04. Solid Earth::04.04. Geology::04.04.06. Rheology, friction, and structure of fault zones ; 04. Solid Earth::04.06. Seismology::04.06.01. Earthquake faults: properties and evolution ; 04. Solid Earth::04.06. Seismology::04.06.02. Earthquake interactions and probability ; 04. Solid Earth::04.07. Tectonophysics::04.07.01. Continents ; 04. Solid Earth::04.07. Tectonophysics::04.07.02. Geodynamics ; 04. Solid Earth::04.07. Tectonophysics::04.07.04. Plate boundaries, motion, and tectonics ; 04. Solid Earth::04.07. Tectonophysics::04.07.05. Stress ; 04. Solid Earth::04.07. Tectonophysics::04.07.07. Tectonics

Repository Name: Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV)

Type: article

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PAPER (OA)

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Modellazione numerica del campo di deformazione attivo dell’area Tirrenico-Appenninica (2005)

Carafa, M. M. C.

Universita' di Chieti

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Publication Date: 2017-04-04

Description: Master thesis

Description: Molti problemi, in ambito scientifico, vengono risolti con l’aiuto di un modello matematico che rappresenti l’oggetto dell’indagine. Infatti, la soluzione analitica al problema non sempre esiste; pertanto si ricorre ad una soluzione numerica, o approssimata, che fornisca una valutazione approssimata della soluzione “analitica”, detta anche “esatta”. Questa soluzione approssimata viene calcolata su di un certo numero di nodi, disposti in posizioni discrete del dominio spaziale o temporale. Diversi problemi geologici sono studiati seguendo questa stessa procedura; il problema viene scomposto in parti semplici di proprietà note ed in seguito ricomposto a formare l’insieme totale per studiare in maniera appropriata le eventuali interazioni fra tali parti semplici. Nel mio lavoro integro informazioni geologiche e geofisiche e sviluppo una serie di modelli numerici di stress, strain rate e velocità superficiali per la catena appenninica allo scopo di confrontarli con dati indipendenti. La modellazione numerica utilizza il metodo degli elementi finiti. Le velocità nodali sono calcolate mediante il metodo di Galerkin, o dei residui pesati, tramite l'uso del software SHELLS (Bird, 1999). I modelli sviluppati descrivono l’evoluzione dell’area investigata calcolando lo strain rate sul territorio nazionale e determinano, in termini probabilistici nell’approssimazione stazionaria, l’attività futura dell’area stessa. Il software SHELLS utilizza una serie di approssimazioni: - deformazione anelastica - viene trascurata, quindi, la fase di loading di strutture sismogenetiche. Questa approssimazione non è importante quando si considera l’evoluzione di un’area su tempi geologici. - proprietà termiche costanti e conduzione verticale del calore; - approssimazione dello stress verticale come litostatico – la flessurazione pertanto non può essere riprodotta; - litosfera continentale a due strati - crosta e mantello; - nessuna variazione della topografia - quindi nessuna componente verticale per le velocità....

Description: INGV Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

Description: Unpublished