TERREMOTI

Prof.ssa S. Di Giulio

Un TERREMOTO o SISMA è qualunque rapida vibrazione della crosta terrestre,

indipendentemente dagli effetti che provoca

La SISMOLOGIA è la scienza che studia i terremoti

e si serve di particolari strumenti, i SISMOGRAFI,

che registrano in un SISMOGRAMMA le vibrazioni

telluriche

Ogni anno, sulla Terra, si verificano circa un

milione di sismi, di cui solo qualche

centinaio viene avvertito dall’uomo.

Il sismografo è un semplice «sistema a

pendolo», costituito da una massa

sospesa a un filo libera di oscillare.

Quando il terreno vibra, il supporto del

pendolo, saldamente fissato a terra, si

mette a vibrare ma la massa rimane

ferma perché il filo non le trasmette

direttamente il moto. Fissando alla

massa del pendolo una punta

inchiostrata, essa muovendosi lascia un

segno su un sottostante cilindro

rotante. La traccia lasciata si chiama

sismogramma.

I primi tentativi di registrare i movimenti del

suolo furono fatti nel XVIII in Italia: si trattava

di un pennino collegato ad un pendolo che,

in seguito al movimento, lasciava un segno

su un rullo rotante

Il primo sismografo moderno, detto sismografo elettromagnetico, fu ideato nel 1856

dall’italiano Luigi Palmieri, docente all’Università di Napoli

I moderni sismografi sono costituiti da

sofisticati sensori e trasduttori di segnali. Il

meccanismo è analogo a quello dei vecchi

sismografi, cioè basato su un sistema inerziale:

esso è realizzato attraverso una massa sospesa

legata ad una molla. La massa sospesa è una

bobina di rame (o altro materiale conduttore)

che viene posta all’interno di un magnete.

Quest’ultimo si muove con il terreno all’arrivo

dell’onda sismica, mentre la bobina resta ferma

perché sospesa alla molla. Si genera dunque

un moto relativo tra bobina e magnete che

genera una corrente indotta nella bobina. La

corrente prodotta viene misurata da un

apposito circuito elettronico e memorizzata in

un computer, il movimento del suolo viene

dunque tradotto in segnale digitale

Trasduttore elettromagnetico

Le rocce non sono corpi rigidi e indeformabili, ma presentano un certo grado di elasticità.

Quando sono sottoposte a pressioni e sollecitazioni possono piegarsi ma soltanto fino ad

un certo limite, superato il quale si spezzano. Questo provoca la liberazione di una

grande quantità di ENERGIA ELASTICA accumulata e la formazione di onde sismiche,

vibrazioni che si allontanano in tutte le direzioni.

IPOCENTRO: il punto posto nel sottosuolo in cui si originano le onde sismiche

EPICENTRO: il punto della superficie terrestre posto verticalmente sopra l’ipocentro

ORIGINE DEI SISMI

A seconda della profondità dell’ipocentro

un terremoto è detto:

• Superficiale: profondità inferiore ai 60

Km

• Intermedio: profondità compresa tra 70

e 300 Km

• Profondo: profondità superiore ai 300

Km

ORIGINE DEI SISMI

ORIGINE TETTONICA: la maggior parte dei terremoti si generano dall’improvvisa apertura di

spaccature nelle rocce, seguite da movimenti lungo le linee di frattura. Essi normalmente si

verificano in prossimità dei margini di fascia e variano in intensità e pericolosità a seconda

del tipo di margine:

• Margini convergenti: circa la metà dei terremoti che si verificano sulla Terra si genera in

prossimità di questi margini e in particolare nelle zone di subduzione. Sono molto

distruttivi in quanto l’energia liberata può raggiungere il 75% di tutta l’energia sismica.

L’ipocentro è generalmente molto profondo (300-700 Km). Sono concentrati nella

cosiddetta «cintura di fuoco» del Pacifico, una banda lunga 38600 Km che contorna tutto

l’Oceano. Uno dei più disastrosi si è verificato nel 1964 in Alaska dove la Placca Pacifica

sprofonda sotto quella Americana.

Alaska 1964

ORIGINE DEI SISMI

• Margini convergenti orogenetici: dove le

forze compressive producono l’innalzamento

delle catene montuose, si possono generare

dei terremoti con ipocentro superficiale (0-

70 Km) o intermedio (70-300 Km) in cui

viene liberato il 15% dell’energia sismica

terrestre. La maggior parte i essi si verificano

lungo la fascia che decorre dal Mar

Mediterraneo al Mar Caspio e all’Himalaya,

fino al golfo del Bengala

Terremoto in Nepal – Aprile 2015

ORIGINE DEI SISMI

• Margini trascorrenti: lo scorrimento

reciproco tra due placche genera la

liberazione di energia e la formazione di

fenomeni sismici. I fenomeni più importanti

si registrano in prossimità della faglia di San

Andreas in California.

L’ultimo si è verificato nel 1989

ed ha provocato una frattura di

40 Km vicino a Santa Cruz con

una magnitudo di 7.1

ORIGINE DEI SISMI

ORIGINE VULCANICA: sono meno frequenti e

si verificano a seguito della pressione del

materiale vulcanico che sale in superficie.

Generalmente non sono fenomeni isolati

ma si presentano in successione (sciame

sismico) e interessano aree più ristrette. Si

verificano solitamente prima di una

eruzione vulcanica e ne preannunciano

l’imminente arrivo, come accadde in

occasione dell’eruzione del monte Saint

Helens, nello stato di Washington, nel

maggio del 1980

TIPI DI ONDE SISMICHE

Le onde sismiche sono delle onde elastiche che si propagano attraverso un

mezzo provocandone una deformazione e la creazione di "forze di richiamo" che

si oppongono a questa deformazione.

Si possono distinguere due tipi di deformazioni:

1. COMPRESSIONE PURA: provoca variazioni nel volume ma non nella forma

2. SFORZO DI TAGLIO: provoca cambiamenti nella forma ma non nel volume

Sforzi compressivi Sforzi di taglio

TIPI DI ONDE SISMICHE

Le onde sismiche si differenziano in base alla modalità di propagazione e

all’intensità in:

• Onde longitudinali (onde P)

• Onde trasversali (onde S)

• Onde superficiali distinte in onde l (di Love) e onde R (di Rayleigh)

TIPI DI ONDE SISMICHE

ONDE LONGITUDINALI

Sono dette anche onde primarie perché sono le prime a raggiungere la superficie

ed essere rilevate dai sismografi.

Sono onde di compressione e, dall’ipocentro, si propagano entro il volume delle

rocce per successive compressioni e dilatazioni, causandone una variazione nel

volume. Sono dette longitudinali in quanto fanno oscillare le particelle di roccia

parallelamente alla loro direzione di propagazione. Si propagano ad una velocità

compresa tra 6,2 e 8,2 Km/sec. Si propagano sia nei solidi che nei fluidi (acqua,

magma)

TIPI DI ONDE SISMICHE

ONDE TRASVERSALI

Sono dette anche onde secondarie perché sono più lente delle onde longitudinali

velocità compresa tra 3,6 e 4,7 Km/sec). Sono generate da forze di taglio e

provocano variazioni di forma ma non di volume. Provocano oscillazioni delle

particelle di cui sono formate le rocce dal basso verso l’alto e viceversa. Non si

propagano nei liquidi e questo ha permesso di ipotizzare la presenza all’interno

della Terra di un nucleo esterno liquido.

TIPI DI ONDE SISMICHE

ONDE SUPERFICIALI

Si originano a partire dall’epicentro verso la superficie e provocano i danni maggiori.

Sono distinte in:

ONDE R (DI RAYLEIGH): provocano

un moto ellittico delle

particelle, in un piano verticale

alla direzione di propagazione

dell’onda. La loro velocità è di

circa 2,7 Km/sec.

ONDE L (DI LOVE): provocano oscillazioni

delle particelle delle rocce, trasversali alla

direzione di propagazione , ma solo nel

piano orizzontale, parallelo alla superficie

terrestre. Viaggiano ad una velocità di circa

3 Km/sec.

Onde L

Onde R

SCALE DI MISURAZIONE DEI SISMI

INTENSITÀ

Si deve all’italiano Giuseppe Mercalli la creazione di una scala di misurazione dell’intensità

dei terremoti, all’inizio del XX secolo. La scala Mercalli valuta i terremoti basandosi sugli

effetti prodotti su uomini e cose. La scala ideata da Mercalli era suddivisa in 10 gradi di

intensità.

Quella attualmente in uso, scale MCS (Mercalli, Cancani, Sieberg) è suddivisa in 12 gradi, in

cui si attribuisce valore 1 a sismi registrati solamente dagli strumenti e valore 12 a sismi che

causano la distruzione quasi totale di abitanti e comportano il lancio in aria di oggetti

SCALE DI MISURAZIONE DEI SISMI

MAGNITUDO

La scala di magnitudo fu introdotta nel 1935 dal sismologo americano Charles Richter ed

esprime l’energia liberata dal sisma. Stabilisce un livello a 0 per vibrazioni che producono su

un sismografo standard, posto a 100 Km di distanza dall’epicentro, un’ampiezza massima

delle onde di 0,001 mm. L’aumento di 1 grado di magnitudo corrisponde ad un aumento di

10 volte dell’ampiezza massima registrata

La scala Richter è una scala aperta, in

quanto non prevede un valore massimo.

Alcuni dei terremoti più violenti registrati

sono stati: il terremoto dell’Oceano

Indiano nel 2004 (8,9 gradi), quello del

Cile del 1960 (8,5 gradi), quello del 1976

in Cina (8 gradi), quello di Messina nel

1908 (7,5 gradi). I più recenti terremoti

italiani, in Abruzzo nel 2006 e in Emilia

nel 2012, avevano una ma

gnitudo rispettivamente di e 5,8 e 5,9

gradi

TERREMOTI ITALIANI DAL 1900 AD OGGI

TSUNAMI

Si tratta di onde di maremoto che si verificano a seguito di un terremoto o un’eruzione

vulcanica in mare. Le onde possono raggiungere grande energia e velocità ed una

lunghezza d’onda di 240 Km. In acque profonde l’altezza delle onde varia dai 30 ai 60 cm,

per cui le navi in alto mare non si accorgono del fenomeno e non possono dare alcun

preavviso a terra. Una volte giunte in prossimità dei fondali più bassi, le onde si alzano

improvvisamente fino a raggiungere i 30 metri

Nel Dicembre 2004 la stazione

sismologica delle Hawaii registrò

un sisma di magnitudo 8,9, con

epicentro nell’Oceano Indiano

(placca australiana e placca

eurasiatica). Dalla zona

dell’epicentro partì uno tsunami

che raggiunse le isole e le coste

del Sud Est asiatico . Le vittime

furono circa 280.000