6.1 Che cos’è un terremoto o sisma• Un terremoto è costituito da una serie di vibrazioni del suolo

accompagnate da emissione di onde acustiche a bassissima frequenza

• Dall’ipocentro parte dell’energia che ha prodotto il fenomeno viene liberata sotto forma di onde elastiche (onde sismiche) che giungendo in superficie provocano vibrazioni verticali e orizzontali del terreno.

ipocentro• L’epicentro, punto di intersezione tra la superficie terrestre e la verticale mandata dall’ipocentro, è solitamente investito dalle vibrazioni più forti

epicentro

Scossa sismica • È una serie ininterrotta di vibrazioni del suolo.• Può durare da frazioni di secondo a 4-5 minuti• È quasi sempre accompagnata da altre scosse.

In base alla sequenza delle scosse possiamo distinguere 3 tipologie di sismi:

1. Scossa principale seguita da repliche

2. Scosse premonitrici- scossa principale seguita - repliche

3. Sciami di terremoti

6.2 origine e varietà dei terremoti• Studiando il terremoto di San Francisco del

1906, Reid elaborò la teoria del rimbalzo elastico per spiegare la genesi di un sisma.

Esaminando i dati dei rilevamenti geodetici Reid aveva notato che nei 50 anni che avevano preceduto il sisma alcuni elementi del terreno (starde, recinzioni ecc.) avevano subito graduali deformazioni

Teoria del rimbalzo Elastico

Le rocce immagazzinano energia per decine o centinaia di anni deformandosi elasticamente

Superato il carico di rottura o vinto l’attrito che immobilizza la frattura, le rocce ritornano alla forma originale liberando sotto forma di onde l’energia elastica accumulata

Zone sismiche

Forze e Comportamento delle rocce

Forze

comportamento plastico

comportamento elastico

Argille e rocce scistose

Graniti basalti

Aumenti di temperatura e di pressione tendono a far aumentare la plasticità delle rocce

Faglia inversa

Faglia diretta

rigetto

Rigetto

Forze di taglioFaglia trascorrentese interessa l’intero spessore della crosta

terrestre si chiama faglia trasforme

Deformazione Sismica

statica dinamica

• Quando durante un terremoto si forma una frattura si hanno principalmente due tipi di deformazione:

• STATICA rappresentata dallo spostamento permanente del terreno dovuto all'evento sismico.

• e DINAMICA.

Mentre la maggior parte dell'energia messa in gioco, viene assorbita dalla deformazione statica, fino al 10% viene dissipata immediatamente sotto forma di ONDE ELASTICHE. Perché le onde si possano trasmettere sono necessarie due condizioni:La presenza di una connessione tra le parti della materia Una forza di richiamo capace di riportare il corpo nella sua forma e volume iniziali.

Il secondo tipo di deformazione, dinamico, è rappresentato dalle onde irradiate dal terremoto quando avviene la frattura.

Scale sismiche

• Scala macrosismica Effetti in superficie

su territori antropizzati

INTENSITÀMCS (Mercalli, Cancani, Sieberg)MSK (Medved, Sponheuer, Karnik)EMS (European Macroseismic Scale)

• Scala sismografica Grandezza relativadi un terremoto; si basa su parametri relativi al moto del suolo

MAGNITUDO

La scala Mercalli, (1930) misura l'intensità del terremoto basandosi su effetti macrosismici (danni a persone e manufatti)

è quindi una misura molto imprecisa, in quanto i danni rilevati, dipendono:

dalle caratteristiche delle strutture,

dalla densità abitativa, dall'importanza artistica di

determinati edifici da altre variabili

indipendenti dal terremoto stesso. stessa.

• Le zone che hanno riportato gli stessi danni, vengono racchiuse da delle linee dette isosisme.

• Ad ogni isosisma corrisponde un grado di intensità, dipendente dagli effetti prodotti dal terremoto all'interno dell'area racchiusa dall'isosisma

L'intensità massima, si avrà in corrispondenza dell'epicentro e poi man mano che ci si allontana dall'epicentro, avremo delle intensità via via minori.

I gradi d'intensità, vengono attribuiti alle varie zone, sulla base di una tabella, nella quale vengono riportati i gradi ed i relativi effetti.

Scala Mercalli Cancani Sieberg

• Grado Scossa Descrizione

• I strumentale non avvertito

• II leggerissima avvertito solo da poche persone in quiete, gli oggetti sospesi esilmente possono oscillare

• III leggera avvertito notevolmente da persone al chiuso, specie ai piani alti degli edifici; automobili ferme possono oscillare lievemente

• IV mediocre avvertito da molti all'interno di un edificio in ore diurne, all'aperto da pochi; di notte alcuni vengono destati; automobili ferme oscillano notevolmente

• V forte avvertito praticamente da tutti, molti destati nel sonno; crepe nei rivestimenti, oggetti rovesciati; a volte scuotimento di alberi e pali

• VI molto forte avvertito da tutti, molti spaventati corrono all'aperto; spostamento di mobili pesanti, caduta di intonaco e danni ai comignoli; danni lievi

• VII fortissima tutti fuggono all'aperto; danni trascurabili a edifici di buona progettazione e costruzione, da lievi a moderati per strutture ordinarie ben costruite; avvertito da persone alla guida di automobili

• VIII rovinosa danni lievi a strutture antisismiche; crolli parziali in edifici ordinari; caduta di ciminiere, monumenti, colonne; ribaltamento di mobili pesanti; variazioni dell'acqua dei pozzi

• IX disastrosa danni a strutture antisismiche; perdita di verticalità a strutture portanti ben progettate; edifici spostati rispetto alle fondazioni; fessurazione del suolo; rottura di cavi sotterranei

• X disastrosissima distruzione della maggior parte delle strutture in muratura; notevole fessurazione del suolo; rotaie piegate; frane notevoli in argini fluviali o ripidi pendii

• XI catastrofica poche strutture in muratura rimangono in piedi; distruzione di ponti; ampie fessure nel terreno; condutture sotterranee fuori uso; sprofondamenti e slittamenti del terreno in suoli molli

• XII grande catastrofe danneggiamento totale; onde sulla superficie del suolo; distorsione delle linee di vista e di livello; oggetti lanciati in aria

Terremoto ad Haiti 13 gennaio 2010 magnitudo 7,3, più di

100 000 morti

L'ipocentro è stato ad appena 10 chilometri di profondità. epicentro nelle vicinanze della capitale:

Terremoto dell’Aquila

• Lunedì 6 Aprile 2009 alle 3.32, un terremoto di Magnitudo 5,8 ha devastato la città dell’Aquila e decine di borghi della fascia pedemontana meridionale del Gran Sasso, ha ucciso 300 persone, ne ha ferite 1.500

Onna

Tsunami

ipocentro alla profondità di circa 30 km, a 160 km a est di Sumatra. 

• 26 dicembre 2004 • 9,3 della scala Richter • quasi 290 mila morti

La spettacolare sequenza del crollo del transetto nella Basilica Superiore di San Francesco. Immagini riprese da Umbria TV.

Terremoto 26 settembre 1997

Assisi Foligno Nocera

Tempo (ora italiana)

Magnitudo  (MD=Magnitudo Durata, ML=Magnitudo Locale)

Scala Mercalli

2.33  ML=5.5 VIII

11.40  ML=5.8 VIII-IX

11.46 ML=4.7 VII

Colombia 1999

Terremoto di San Francisco19/4/1906

Messico 1985

120.000 morti

Terremoto di Messina 1908

Terremoto nel Friuli [    1.000 morti]

a (6.5.1976 - h. 20 GMT) M = 6.5 = M3a

b (15.9.1976 - h. 9.21 GMT) M = 5.9 = M3b

- Terremoto in Irpinia-Basilicata [    3.000 morti]

(23.11.1980 - h. 18.34 GMT) M = 6.9 = M4

- Terremoto di Avezzano [    33.000 morti]

(13.1.1915 - h. 6.52 GMT) M = 7.0 = M5

- Terremoto calabro-messinese [    120.000 morti]

(28.12.1908 - h. 4.20 GMT) M = 7.3 = M6

0loglog AAML

A è il valore massimo della traccia (misurata in mm) sul sismografo Wood-Anderson e il termine -log A0 tiene conto dell'attenuazione della traccia con la distanza dell'epicentro. Lo zero della scala è arbitrario. Per non dover considerare la magnitudo con valori negativi, si scelse il valore di -log A0=3 per una traccia di 1 mm di un terremoto ad una distanza epicentrale di 100 Km. Quindi, i terremoti registrati da una rete di sismografi Wood-Anderson a distanza dall'epicentro superiore a 100 Km hanno generalmente magnitudo maggiore di 3.

La magnitudo locale di un terremoto è definita da:

M L = log A/A0

Ampiezza e intervallo S-P, misurato direttamente su un sismometro Wood-Anderson, forniscono la misura della magnitudo

• Magnitudo = log della massima ampiezza in μ registrata da un sismografo standard (del tipo Wood- Anderson) posto a una distanza di 100 Km dall’epicentro del terremoto

• M= log A/A0

A0 dipende dalla distanza

• M = log A + C log d + D per un sismografo posto a 100 Km di distanza C log d = 0, quindi la M corrisponde al log della massima ampiezza

A = 1µ M = 0

• log E = 9,15 + 2,15M

• magnitudo scala Richter effetti del sisma• 0- 1.9 può essere registrato solo mediante adeguati

apparecchi.• 2- 2.9 solo coloro che si trovano in posizione supina lo

avvertono; un pendolo si muove• 3- 3.9 poca gente lo avverte come un passaggio di un camion;

vibrazione di un bicchiere• 4- 4.9 normalmente viene avvertito; un pendolo si muove

notevolmente; bicchieri e piatti scrocchiano; piccoli danni• 5- 5.9 tutti lo avvertono scioccante; possibili fessurazioni sulle

mura; i mobili si spostano; alcuni feriti• 6- 6.9 Tutti lo percepiscono; eventualmente panico; crollo delle

case; spesso feriti e morti; onde alte• 7- 7.9 panico; pericolo di vita negli edifici; solo alcune

costruzioni rimangono illese; morti e feriti• 8- 8.9 ovunque pericolo di vita; edifici inagibili; onde del mare

alte sino a 40 metri• 9 e più catastrofe; eventualmente grandi spostamento di parti

della superficie terrestre

Momento sismico                                                               

Misura della grandezza di un terremoto all’ipocentro.

Si esprime in dine x cm.

Tiene conto di:• Area totale della superficie di rottura della faglia;• Spostamento medio della roccia lungo la faglia;• Coefficiente di rigidità della roccia

              

µ = modulo di rigidità(32 GPa nella crosta, 75 GPa nel mantello)A = LW = area di fratturaD = dislocazione media

Momento SismicoADM 0

6.6 Il rischio sismico

• Controllo

• Previsione

• Prevenzione

Breve termine: previsione con incertezza dell’ordine dei giorni o delle ore.Può essere utile per evacuare la popolazione, ma non aiuta a diminuire il danno economico.

Previsione

Si intende la determinazione a priori:• del tempo, • del luogo • e della grandezza del terremoto.

sulla base dell’incertezza temporale si distinguono 4 tipi di previsione :

Lungo termine: incertezza temporale dell’ordine degli anni o delle decine di anni.Queste previsioni permettono di pianificare interventi di consolidamento degli edifici o di spostare la popolazione in aree più sicure.

Medio termine: incertezza dell’ordine delle settimane o dei mesi.Questa previsione può essere utile per rendere la popolazione più preparata all’evento, stabilendo piani di evacuazione o di comportamento.

Brevissimo termine (pochi secondi): sfrutta la velocità finita delle onde sismiche (velocità inferiore delle onde elettromagnetiche. In Giappone è operativa e serve a bloccare impianti pericolosi, come ferrovie o industrie, prima dell’arrivo dell’onda sismica.

Previsione statisticaLungo termine: si basa sul concetto di ciclo sismico in un’area sismogenetica. Si assume che i terremoti avvengano su una faglia bloccata, quando lo sforzo tettonico supera il livello di cedimento della roccia. Dopo il cedimento, la faglia si blocca di nuovo: lo sforzo tettonico ricomincia ad accumularsi fino ad una nuova frattura.

Previsione deterministicaMedio e breve termine: si basa sullo studio dei fenomeni precursori di un terremoto, come le deformazioni, la variazione dei parametri fisici, chimici o la sismicità premonitoria.Es. Variazione concentrazione di Radon nelle acque, variazione della temperatura del livello delle acque, variazione della “micro”-sismicità in una regione, emissione onde elettromagnetiche, strani comportamenti degli animali.

•Haicheng Cina nord-orientale 1975 MS = 7.3 previsto: vennero evacuate migliaia di persone.

•Tangshan 1976 MS = 7.7 650 000 vittime.

Pericolosita’ x vulnerabilita’ x esposizione

RISCHIO SISMICO

V = Vulnerabilità: attitudine dei beni presenti in un sito a subire un certo livello di danno per effetto di un certo livello di scuotimento.

P = Pericolosità sismica o Hazard: è la probabilità di eccedenza di un fissato valore del livello di scuotimento in un sito, in un prestabilito intervallo di tempo. include, ad esempio, il fagliamento superficiale, lo scuotimento del suolo, le frane, la deformazione del suolo, la liquefazione, gli tsunami

E = Esposizione: valore economico e sociale di tutte le entità soggette a rischio ( comprende anche le vite umane).

Il Rischio Sismico R = V x E x P

La pericolosità è legata solo al fenomeno naturale;

il rischio dipende anche da variabili “umane”: urbanizzazione, numero e valore degli edifici, presenza di industrie, etc.Non si può agire sulla pericolosità, ma si può mitigare il rischio.

Massima intensità macrosismica risentita in Italia (www.ingv.it)

Gradi della scala MCS

Sismicità in Italia.La Rete Sismica Nazionale Centralizzata registra più di 2000 terremoti l'anno. La rete opera con continuità dalla metà degli anni '70 ed è stata ampliata in seguito al terremoto distruttivo dell'Irpinia del 1980 (Ms =6,9). Il catalogo sismico strumentaleriporta circa 35.000 terremoti verificatisi in Italia a partire dal 1975. La sismicità si concentra soprattutto nelle Alpi, lungo gli Appennini e riguarda la maggior parte dei vulcani attivi del Quaternario (per esempio, L'Etna, il Vesuvio, i Campi Flegrei, i Colli Albani). Inoltre si verificano sequenze anche nel promontorio del Gargano, mentre parte del Trentino, la Puglia e la Sardegna sembrano essere relativamente asismiche.

Zonazione sismogenetica

Si identificano e caratterizzano le aree sorgenti (faglie) nella regione considerata.

  Non classificatoNon classificato

  3a categoria3a categoria

 2a categoria2a categoria

 1a categoria1a categoria

ATLANTE DELLA CLASSIFICAZIONE

SISMICA