La prova più evidente (con i vulcani) che la Terra non è statica.

I TERREMOTII terremoti o sismi sono vibrazioni naturali del suolo,rapide e violente,provocate dalla liberazione di energia meccanica all’interno della litosfera.

Quando si verifica un terremoto l’energia accumulata viene liberata in modo repentino e viene dissipata sia sotto forma di calore che sotto forma di onde elastiche,che giunte in superficie generano scosse.

MICROSISMI

(avvertiti solo a livello strumentale e sono comunissimi)

MACROSISMI

(scosse di grande intensità)

IPOCENTRO & EPICENTROIPOCENTRO del TERREMOTO:è il luogo in profondità in cui viene liberata energia.

EPICENTRO:è il punto della superficie terrestre,situato verticalmente sull’ipocentro,che viene raggiunto per primo dalle vibrazioni.

Le onde sismiche sono onde sferiche che si muovono dall’ipocentro e,giunte nell’epicentro,possono essere scomposte in una componente verticale,che genera scosse sussultorie,e in una orizzontale,che genera scosse ondulatorie.

TIPOLOGIE DELLE SCOSSE

SCOSSE SUSSULTORIE

(movimento verticale – epicentro)

SCOSSE ROTATORIE

(quando interferiscono

i due tipi di scosse)

SCOSSE ONDULATORIE

(movimento essenzialmente orizzontale –

aree circostanti l’epicentro)

Le scosse hanno durata breve,pochi secondi o al massimo 1 minuto,ma possono ripetersi per ore e giorni ad intervalli regolari.

CLASSIFICAZIONE dei TERREMOTI in base alla causa della liberazione di

energia:

TERREMOTI da CROLLO

(causati dal crollo della volta di una grotta o di una miniera – in genere sono di debole intensità e avvengono nelle regioni carsiche)

TERREMOTI da ESPLOSIONE

(eventi artificiali che si verificano a causa di detonazioni di dispositivi chimici o nucleari sotterranei)

TERREMOTI TETTONICI

(causati da masse rocciose che si fratturano improvvisamente in zone della litosfera sottoposte a forti tensioni,causate da forze geologiche endogene)

TERREMOTI VULCANICI

(accompagnano le eruzioni vulcaniche. 7% dei terremoti. Si registrano spesso microsismi nelle zone vulcaniche. Non esiste un’esatta relazione tra frequenza e intensità dei microsismi e momento di un’eruzione.)

I terremoti tettonici sono i più frequenti ed intensi.

Non sono quasi mai episodi isolati e occasionali perciò è possibile identificare regioni particolari della litosfera dove facilmente si ripetono eventi sismici di origine tettonica:queste aree sono dette aree sismiche.

I terremoti tendono a distribuirsi in fasce sottili e allungate.

Le fasce sismiche coincidono,o sono disposte parallelamente,alle fasce dove si localizza l’attività vulcanica.

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LA TEORIA DEL RIMBALZO ELASTICOQuando un blocco di rocce viene sottoposto a sforzo si comporta in modo elastico,cioè si deforma lentamente.

Le rocce,deformandosi, accumulano energia e la deformazione subita è proporzionale all’intensità e alla durata della forza applicata.

Ogni massa rocciosa ha un limite oltre al quale non può deformarsi elasticamente (limite di elasticità).Se si supera questo limite,il blocco roccioso si spacca nel punto più debole,producendo una faglia.

FAGLIASi definiscono faglie le fratture della crosta terrestre lungo le quali due blocchi rocciosi si muovono in senso opposto subendo spostamenti verticali,orizzontali e obliqui.

Faglie normali

Se il movimento avviene perpendicolarmente alla direzione della superficie di separazione con uno spostamento verso il basso del tetto rispetto al letto.

Faglie inverse

Se il movimento avviene perpendicolarmente alla direzione della superficie di separazione con uno spostamento verso l'alto del tetto rispetto al letto.

Faglie trascorrenti

Se il movimento avviene lungo, la direzione del piano di faglia; in particolare si distingueranno faglie trascorrenti destre e sinistre secondo che ad un osservatore che staziona su un blocco, l'altro apparirà essere stato spostato rispettivamente verso la sua destra o sinistra.

Il piano di scorrimento dei due blocchi è detto piano di faglia.

Il punto di rottura diventa l’ipocentro del terremoto.

Finché la faglia resta attiva può generare nuovi eventi sismici.

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LE SCOSSE

SCOSSE PREMONITRICI

(complesso di scosse che possono precedere la scossa principale – di debole intensità)

SCOSSA PRINCIPALE

(forte scossa nella quale viene scaricata l’energia accumulata – non è sempre sufficiente per ristabilire una situazione di equilibrio)

SCOSSE di ASSESTAMENTO

(repliche della scossa principale di intensità via via decrescente – non sono mai molto intense)

SISMOLOGIALa sismologia è lo studio delle onde elastiche (che provocano deformazioni dinamiche nei materiali nel momento in cui li attraversano),dette onde sismiche,generate nei terremoti.

I sismografi sono strumenti in grado di registrare le onde sismiche.

Le onde sismiche si propagano obbedendo ai principi del moto ondulatorio e non causano un vero e proprio spostamento dei materiali che attraversano ma solo vibrazioni delle particelle.

Poiché il movimento elastico agisce sulle particelle delle rocce,parte dell’energia meccanica liberata viene dissipata per vincere l’attrito sotto forma di calore.

La vibrazione può trasmettersi in modi diversi e generare diversi tipi di onde sismiche.

I SISMOGRAFICome funziona un sismografo?

Una massa inerte viene sospesa con una molla o con un pendolo,non in modo rigido,ad un supporto solidale con il terreno.La massa ha una punta scrivente che lascia una traccia su un cilindro di carta fissato al suolo,che ruota continuamente con movimento regolare e preciso.

Il tracciato che registra le onde sismiche rilevate con un sismografo è detto sismogramma.Su ciascun tracciato è possibile identificare tre gruppi di oscillazioni che corrispondono ai tre tipi di onde:P,S ed L.

SISMOGRAMMA

Le prime onde ad essere registrate sono le onde P (oscillazioni di piccola ampiezza e breve periodo).

Seguono le onde S (oscillazioni meno regolari,di maggiore ampiezza e di periodo più lungo).

Infine le onde L (oscillazioni irregolari,dotate di ampiezza ancora più elevata e di durata più lunga).

ONDE SISMICHENell’ipocentro di un terremoto si generano due tipi di onde,che si

propagano in tutte le direzioni dello spazio e in modo del tutto indipendente.

ONDE P (onde primarie o onde di compressione o onde longitudinali): deformano i materiali nel loro stesso senso di propagazione,causando una variazione di volume del mezzo attraversato. Le onde P si propagano nei solidi,nei liquidi e nei gas ma la loro velocità varia in base ai materiali attraversati. (velocità da 1,5 a 8 Km/s nella crosta terrestre). Possono subire brusche deviazioni di direzione

ONDE S (onde secondarie o onde di distorsione o onde trasversali): scuotono i materiali in senso trasversale rispetto alla direzione di propagazione e producono una variazione di forma dei materiali attraversati. Le onde S non si propagano mai nei fluidi. La loro velocità cambia a seconda delle caratteristiche fisiche e della composizione dei blocchi rocciosi attraversati(inferiore a quella delle onde P). Possono subire brusche deviazioni di direzione.

ONDE L (onde superficiali): si propagano lungo la superficie terrestre muovendosi dal punto di origine. Sono più lente delle onde P ed S (velocità costante di circa 3,5 Km/s)

I MAREMOTII maremoti (o tsunami) sono onde improvvise,provocate da sismi con ipocentro sul fondale marino.

Possono essere determinati anche da un’eruzione vulcanica.

Durante un maremoto si possono verificare due situazioni:

Le onde sprofondano per depressione.

Le onde si sollevano esplodendo.

La scossa provoca un’onda che si muove

a grande velocità

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COME SI RIVELA LA FORZA DI UN TERREMOTO?

La forza di un terremoto può essere rilevata con due metodi diversi,che consentono di costruire vere e proprie scale sismiche

SCALA delle INTENSITA’(scala MCS–Mercalli, Cancani,Sieberg)

La scala assegna ad ogni sisma un valore numerico(grado di intensità),determinato in base agli effetti delle scosse sismiche sul territorio e al grado di distruzione che provocano nelle regioni in cui il sisma viene rivelato.

SCALA delle MAGNITUDO(scala Richter)

Si stabilisce in base all’ampiezza delle onde sismiche registrate da un sismografo.L’unità di misura consiste in un sismogramma di riferimento.Per effettuare una misurazione corretta bisogna anche tenere conto della distanza dall’epicentro.

SCALA MCSScala Mercalli Modificata (1956)

Grado Denominazione

della scossa Caratteristiche ed effetti del terremoto.

I Strumentale Sisma non avvertito dalle persone; registrato solo dai sismografi.

II Leggerissima Percepito solo ai piani alti delle case o comunque in posizioni favorevoli e da persone estremamente sensibili.

III Leggera Avvertito da più persone ma senza nessuna apprensione, oscillazione di oggetti appesi (lampadario), vibrazioni di vetri.

IV Mediocre Oscillazioni e vibrazioni di automezzi, tremito di infissi, scricchiolio di pareti e di strutture in legname, vibrazioni di vasellame, tintinnio di vetri.

V Forte risveglio di persone addormentate, spavento, caduta di calcinacci, Spostamento di leggeri oggetti instabili.

VI Molto forte rumori e boati, spavento e fuga all’aperto, possono cadere anche oggetti pesanti, lesione leggere agli edifici.

VII Fortissima Sensibile anche nelle strade, panico, caduta di intonachi, camini e tegole, suono di campane, intorbidimento di acque, frane di materiali sciolti.

VIII Rovinosa Caduta di monumenti, torri, alberi e case mal costruite, apertura di piccoli crepacci nel suolo, Variazione di temperatura e portata di pozzi e sorgenti. Si sente anche alla guida di automezzi.

IX Disastrosa Panico, distruzione di edifici non particolarmente resistenti, rottura di tubazioni sotterranee, ampi crepacci nel suolo. Espulsione di sabbie e fango nelle aree alluvionali, formazione di crateri di sabbia.

X Disastrosissima Distruzione di buona parte degli edifici, danni a dighe, briglie ed argini, grandi frane. Deviazione di fiumi e spostamento leggero di rotaie.

XI Catastrofica Gran numero di vittime, rovina completa della maggior parte di edifici, rottura di tubazioni. Interruzione di comunicazioni via cavo, rotaie deviate.

XII Molto catastrofico

Distruzione pressocchè totale di ogni opera umana, grandi frane, lancio in aria di oggetti, migliaia di vittime.

Vengono utilizzati quattro generi di ‘indicatori’:lesioni a costruzioni,danni a persone o animali,modifiche di elementi dell’ambiente naturale,effetti sugli oggetti in uso.

L’intensità di un sisma dipende dalla distanza dall’epicentro.

Non misurandola con strumenti,l’intensità non dipende solo dall’energia sprigionata dal sisma.

SCALA RICHTER(scala logaritmica)La magnitudo di un terremoto si ottiene confrontando l’ampiezza massima delle oscillazioni di un sismogramma di riferimento.

Relazione:

Dove

A=ampiezza max delle oscillazioni del terremoto che si sta osservando

A₀=ampiezza max delle oscillazioni di un terremoto di riferimento

Q=fattore di correzione che tiene conto della distanza dall’epicentro della stazione di rilevamento.

ONDE P (longitudinali)

ONDE S (trasversali)

ONDE L (superficiali)

Onde Love

Onde Reyleigh

COME SI TROVA L’EPICENTRO DI UN TERREMOTO?

Per stabilire la posizione dell’epicentro di un terremoto ci si avvale dei sismografi.

Per fare ciò si stabilisce il ‘tempo di origine’ del terremoto (momento di rilascio dell’energia).

ll ritardo delle onde S rispetto alle onde P permette di definire la distanza della stazione di rilevamento dall’epicentro.

Con dei diagrammi spazio-tempo nei quali sono riportate le curve dei tempi di propagazione delle onde P ed S (dromocrone)in funzione della distanza dall’epicentro e i sismogrammi rilevati dalla stazione,è possibile risalire alla distanza epicentro-stazione.

Prendendo in considerazione tre stazioni e tracciando le circonferenze di raggi ottenuti tramite il diagramma,si risale all’epicentro del terremoto che coinciderà con il punto di coincidenza delle tre curve.

Per determinare esattamente la posizione dell’ipocentro si devono prendere in considerazione un numero maggiore di sismogrammi relativi allo stesso sisma.

CLASSIFICAZIONE dei TERREMOTI in base alla profondità dell’ipocentro:

TERREMOTI SUPERFICIALI (ipocentro compreso fra 0 e 70 Km di profondità)

TERREMOTI INTERMEDI

(ipocentro compreso fra 70 e 300 Km di profondità)

TERREMOTI PROFONDI

(ipocentro supera i 300 Km di profondità – registrati al massimo terremoti con ipocentro non inferiore ai 700 Km)

Terremoti e vibrazioni nel sistema solare

I fenomeni sismici non sono un'esclusiva del nostro pianeta: le missioni spaziali hanno permesso di installare sismografi anche sulla Luna e su Marte. Il Sole e altre stelle hanno mostrato vibrazioni in superficie (chiamate impropriamente terremoti solari) che consentono agli astronomi di studiare la struttura interna degli astri.Tra gli apparati sperimentali lasciati dall'uomo sulla Luna vi sono anche cinque sismometri, che hanno operato fino al 1977. Essi hanno registrato migliaia di terremoti (o lunamoti) ogni anno. In generale si trattava di fenomeni di lieve entità, corrispondenti ai primi due gradi della scala Richter, raramente si arrivava al quarto grado.I terremoti lunari sono attribuibili o all'impatto di meteoriti sulla sua superficie, oppure a fenomeni interni. Vi è poi un particolare curioso: i terremoti lunari hanno una periodicità di circa 14 giorni, cioè metà del mese lunare. Lo studio dei fenomeni sismici su Marte non è stato altrettanto fortunato. Le storiche missioni Viking degli anni '70 hanno portato due sismografi sul suolo marziano, ma solo uno risultò funzionante. Questo strumento però non ha fornito indicazioni chiare

Lunamoto provocato dall’impatto del modulo lunare.