Terremoti, Vulcani e Tsunami in...

Terremoti, Terremoti,

Vulcani eVulcani e

TsunamiTsunami

in Italiain Italia

Franco BarberiFranco BarberiDipartimento di Scienze GeologicheDipartimento di Scienze Geologiche

Università di Roma TreUniversità di Roma Tre

La Fisica incontra la Città – 2005 Anno della Fisica

Università di Roma Tre, Aula magna del Rettorato

3 marzo 2005

TerremotiTerremotiLa dimensione del problema in ItaliaLa dimensione del problema in Italia

In Italia dal 1000 ad oggi si sono In Italia dal 1000 ad oggi si sono verificati verificati 30.000 terremoti30.000 terremoti, dei quali , dei quali oltre 200 disastrosi, con più di oltre 200 disastrosi, con più di 120.000 vittime120.000 vittime solo nel secolo solo nel secolo scorso e 75 miliardi di Euro negli ultimi scorso e 75 miliardi di Euro negli ultimi 25 anni. Il 40% della popolazione vive 25 anni. Il 40% della popolazione vive in aree a rischio elevato, dove oltre il in aree a rischio elevato, dove oltre il 64% degli edifici non è costruito 64% degli edifici non è costruito secondo le norme antisismiche.secondo le norme antisismiche.

TerremotiTerremoti

Un terremoto avviene quando l’energia lentamente accumulata in rocce deformate elasticamente, viene

istantaneamente rilasciata al momento in cui le rocce si fratturano e si verifica uno spostamento lungo la faglia

Distribuzione dei TerremotiDistribuzione dei Terremoti

I terremoti sono concentrati in fasce che coincidono con i limiti tra le placche litosferiche dove avvengono movimenti

differenziali di allontanamento o di convergenza

TerremotiTerremoti

Intensità (scala Mercalli):

misura empirica degli effetti di un terremoto (max XII grado)

Magnitudo (scala Richter):

misura dell’energia rilasciata dal terremoto ricavata dall’ampiezza dell’onda su un sismogramma (max 9,5)

Terremoti: effetto di sitoTerremoti: effetto di sito

Sismicità dell’Italia (1975Sismicità dell’Italia (1975--2001)2001)

Massime intensità macrosismicheMassime intensità macrosismiche

Il rischio sismico (possibilità di perdite legate a terremoti) dipende in larga misura da:

• la densità di popolazione

• la qualità delle costruzioni

• la preparazione all’emergenza della popolazione e delle autorità

Il terremoto che nel XX secolo ha fatto più vittime (circa 240.000 morti) è avvenuto nel 1976 in Cina, nella provincia del Tang Shan. Fu un terremoto di magnitudo 7.8 (con un aftershock di 7.1) registrato alle 4 del mattino, con la quasi totalità della popolazione all’interno delle proprie case, praticamente tutte in muratura. I decessi furono dovuti al seppellimento sotto muri e solai. Nel 1988 in Armenia un terremoto di magnitudo 6.9 uccise 25.000 persone. Nel 1989 in California, vicino a San Francisco, un terremoto con magnitudo Richter di 7.1 (il terremoto di “Loma Prieta”) uccise 62 persone, la maggior parte delle quali a seguito del collasso di un doppio viadotto autostradale

Rischio SismicoRischio Sismico

Terremoti in ItaliaTerremoti in Italia

Crollo del Palazzo arcivescovile di Benevento durante il terremoto del 1688. Il Cardinal Orsini, arcivescovo della città, precipitò dal primo piano con le rovine dell’edificio. Sopravvissuto al terremoto, divenne poi Papa Clemente XI

Classificazione sismica d’ItaliaClassificazione sismica d’Italia

I segmenti della faglia “sud-appenninica”, con indicazione delle date dei forti terremoti ad essa riconducibili (la superficie dei cerchi è proporzionale al volume focale). I trattini sui segmenti indicano il lato ribassato della faglia normale.

Sismicità di fondo dell’Irpinia. Sono riportati gli eventi con M> 2,5 registrati nel periodo 1983-2002 (dal catalogo INGV)

Early Warning Sismico in Campania

Onde SismicheOnde Sismiche

SismogrammaSismogramma

Rete sismica CampaniaRete sismica Campania

Ogni stazione (cerchi verdi) comprende un sismografo e un accelerometro, entrambi a 3 componenti. Sono indicati i segmenti monitorati della faglia Sud-appenninica

Usi di Protezione Civile: early warning sismico e scenari di danno

Vulcani

Sebbene meno Sebbene meno frequenti e devastanti frequenti e devastanti di terremoti e alluvioni, di terremoti e alluvioni, le eruzioni vulcaniche le eruzioni vulcaniche

episodicamente episodicamente producono grandi producono grandi disastri con molte disastri con molte

vittimevittime

I vulcani attivi d’ItaliaI vulcani attivi d’Italia

COLATE DI LAVA

La loro velocità di

avanzamento è in

genere troppo bassa

per minacciare le

vite umane, ma

possono causare

enormi danni

Eruzioni effusive

Importanti risultati ottenuti all’Etna negli ultimi 20 Importanti risultati ottenuti all’Etna negli ultimi 20 annianni

IL CONTROLLO DELLE COLATE LAVICHE

Preparazione dell’intervento di

deviazione della colata in un

canale artificiale (1992)

La colata deviata

Barriere in terra ortogonali o trasversali rispetto alla Barriere in terra ortogonali o trasversali rispetto alla direzione di avanzamento della lavadirezione di avanzamento della lava

1991-92: l’avanzata della lava

ritardata di un mese 2001: argine a protezione di

insediamenti turistici

IL CONTROLLO DELLE COLATE LAVICHE

ERUZIONI ESPLOSIVEERUZIONI ESPLOSIVEEmissioni di alta energia di gas con frammenti di Emissioni di alta energia di gas con frammenti di

magma: di gran lunga le più distruttivemagma: di gran lunga le più distruttive

I maggiori disastri dovuti a :

flussi piroclastici

es. Mt. Pelée, Martinique,

1902: 29.000 vittime

LAHAR (COLATE DI FANGO)LAHAR (COLATE DI FANGO)

�� da fusione di neve e da fusione di neve e ghiaccioghiaccio

es. Nevado del Ruiz, Colombia es. Nevado del Ruiz, Colombia --1985: 25.000 vittime1985: 25.000 vittime

�� da svuotamento di laghi da svuotamento di laghi cratericicraterici

es. Kelut, Indonesia es. Kelut, Indonesia -- 1915: 1915: 5.110 vittime5.110 vittime

�� da mobilizzazione per da mobilizzazione per pioggia di depositi pioggia di depositi incoerentiincoerenti

es. Vesuvio, 1631: 3.000 vittimees. Vesuvio, 1631: 3.000 vittimePinatubo, 1992

Ricaduta di blocchi e ceneriRicaduta di blocchi e ceneri

�� collasso dei tetticollasso dei tetti

�� danni da blocchi danni da blocchi balisticibalistici

Pinatubo

Sakurajima

�� Mappe e scenari di pericolositàMappe e scenari di pericolosità

�� Studi di vulnerabilità Studi di vulnerabilità

�� Monitoraggio geofisico e Monitoraggio geofisico e geochimicogeochimico per la per la previsione delle eruzioni previsione delle eruzioni

�� Piani di emergenzaPiani di emergenza

�� Misure di mitigazione del rischioMisure di mitigazione del rischio

Molte città nel mondo a rischio per eruzioni vulcaniche. Azioni per la mitigazione del rischio:

Vesuvio: il vulcano a più alto rischioVesuvio: il vulcano a più alto rischioal mondoal mondo

Periodi di riposo con condotto ostruito

interrotti da violente eruzioni esplosive

Dal 1944 siamo in uno di questi periodi

La storia eruttiva del Vesuvio è caratterizzata da:

Periodi di attività persistente a condotto

aperto

(es. 1631-1944)

Effusioni laviche

Violente esplosioni stromboliane

Esplosioni freatomagmatiche

1822

1906

1760

Quando il condotto è aperto:

Sono esplosive, di intensità

variabile, in genere con una fase

pliniana (79 A.D.) o subpliniana

(472 e 1631) (colonna prima

sostenuta e poi collassante) e fasi

freatomagmatiche finali

Eruzioni che interrompono lunghi periodi di riposo

Subpliniane, Vol.=0.1-0.5 km3

Pliniane, Vol.=0.5-5 km3

Pericolosità da ricaduta di cenere

Benevento

Caserta

Sorrento

Nola

Eboli

Pozzuoli

Palma C.

0 7.5 km

NAPOLI

Battipaglia

Salerno

Vesuvio

Pompei

Torre d.Gr.

200

4005 km

300

Avellino

Zona Gialla

collassi attesi dei solai

carico %collassi

200

kg/m2

400

kg/m2

300

kg/m2

7

19

42

Collasso tetti

carico collapses%

Limite zona gialla = 300 kg/m2

BoscorealeTorre del Greco

Portici

Ercolano

S. Sebastiano

Pollena

Sant'AnastasiaSomma Vesuviana

5 km

Napoli

Ottaviano

Terzigno

San Giuseppe V.

Pompei

Torre Annunziata

BoscorealeTorre del Greco

Portici

Ercolano

S. Sebastiano

Pollena

Sant'AnastasiaSomma Vesuviana

5 km

Napoli

Ottaviano

Terzigno

San Giuseppe V.

Pompei

Torre Annunziata

nel 1631

durante gli

eventi subpliniani

durante gli

eventi pliniani

da modelli

fisici

h= 0.3 km

pend. = 16°

h= 1.0 km

pend. = 16°}

estensione massima delle

colate e dei surges piroclastici

limiti della Zona Rossa (confini amministrativi)

Massima estensione dei depositi

eruzioni subpliniane

eruzioni pliniane

Da

modelli

fisici

Limite zona Rossa

Pericolosità da flussi piroclastici

Flussi piroclastici: modellizzazione fisico-numerica

Dall’inizio del fenomeno

in pochi minuti le colate

piroclastiche raggiungono

il mare devastando tutto

sul loro percorso

La messa in sicurezza delle

persone richiede il loro

allontanamento dalla zona

rossa prima dell’inizio

dell’eruzione

Pericolosità da LaharPericolosità da Lahar

•Dalla dispersione delle

ceneri

•Dalla morfologia dei rilievi

sottovento

•Dai dati delle eruzioni

storiche

Il piano Il piano d’emergenzad’emergenza del del VesuvioVesuvio

Zona rossa = esposta all’invasione di flussi piroclastici e lahar. Deve

essere evacuata preventivamente

Abitanti = 586.000 nel 1991 - 551.000 oggi

7 giorni = tempo necessario per l’evacuazione preventiva

Zona gialla = esposta alla ricaduta di piroclastiti (>300 kg/m3)

Abitanti = 1.116.000

-Solo circa il 10-15% sarà interessato in funzione dell’energiadell’eruzione e della direzione dei venti

-Da evacuare dopo l’inizio dell’eruzione(tempo necessario: 2 giorni per 100.000-150.000 persone)

Zona blu = esposta all’invasione di alluvionamenti e lahar

abitanti = 181.000

- solo circa il 20-40% dovranno essere evacuati dopo l’inizio dell’eruzione

Il piano Il piano d’emergenzad’emergenza del del VesuvioVesuvio

Mappa del gemellaggio

Il successo del piano d’emergenza dipende Il successo del piano d’emergenza dipende dalla capacità di previsione dell’eruzionedalla capacità di previsione dell’eruzione

L’inizio dell’eruzione è preannunciato L’inizio dell’eruzione è preannunciato da precursori geofisici e geochimici:da precursori geofisici e geochimici:

-- deformazioni del suolo deformazioni del suolo

-- sismicitàsismicità

-- aumento del flusso di fluidi e di calore aumento del flusso di fluidi e di calore

-- cambiamenti nella composizione chimica cambiamenti nella composizione chimica e isotopica dei gas e isotopica dei gas

�� Successi: Successi: RabaulRabaul, 1995; , 1995; PinatuboPinatubo, , 1991; 1991; IzuIzu--OhshimaOhshima, 1986, 1986

�� Falso allarme: Falso allarme: SoufriereSoufriere, 1976, 1976

�� Mancato allarme: Nevado del Mancato allarme: Nevado del RuizRuiz, , 19851985

Previsione delle eruzioni

AzioniAzioni didi riduzioneriduzione del del rischiorischio

• 35.000 persone hanno lasciato la zona rossa negli ultimi 10 anni:

aumento della consapevolezza del problema?

• Nel 2003 la Regione Campania ha approvato un programma di 15

anni per ridurre la popolazione residente nella zona rossa. Le azioni

comprendono:

� divieto di nuove costruzioni e lotta contro l’abusivismo edilizio (3 M€ annui

per le demolizioni)

� contributo di 30 K€ per famiglia per acquistare un appartamento fuori

dall’area a rischio (30 M€ per anno = 15.000 famiglie in 15 anni)

�Costruzione di edifici residenziali pubblici fuori dell’area a rischio da affittarsi

a famiglie residenti nella zona rossa (118 M€)

�10 M€ per convertire edifici residenziali in attività tipo “bed & breakfast”

investimento totale di 724 M€ per delocalizzare 150.000

residenti

TSUNAMITSUNAMI

Origine degli tsunami

Terremoti con epicentro in mare o in aree costiere

Eruzioni vulcaniche

Frane costiere o sottomarine

Caratteristiche delle onde

Velocità = profondità oceano x g ½ (g=9,8 m/s2)

Altezza massima onda sulle coste = 30 m (Lituya, Alaska 1958 = 60 m)

I più forti terremoti conosciutiI più forti terremoti conosciuti

8,51963 10 13Isole Kurili

8,51938 02 01Mare di Banda, Indonesia

8,51923 02 03Kamchatka

8,61950 08 15Assam-Tibet

8,71965 02 04Isole Rat, Alaska

8,81906 01 31Al largo della costa dell’Ecuador

9,02004 12 26Fossa della Sonda ad W di Sumatra

9,01952/04/11Kamchatka

9,11957/09/03Isole Andreanof, Alaska

9,21964/28/03Prince William Sound, Alaska

9,51960/22/05Al largo del Cile meridionale

Magnitudo

(Mw)

DataLocalità

I più disastrosi tsunami della storia I più disastrosi tsunami della storia

300.000Fossa della Sonda, Indonesia2004

2.182Papua Nuova Guinea1998

8.000Golfo di Moro, Filippine1976

1.250Cile1960

1.997Nankaido, Giappone1946

3.000Sanriku, Giappone1933

2.144Tokaido, Giappone1923

3.620Mare di Banda, Indonesia1899


36.000Vulcano Krakatoa, Indonesia1883

25.674Cile Settentrionale1868


15.030Isola di Kyushu, Giappone1792

40.000Mar Cinese Meridionale1782

13.486Fossa di Ryukyu1771


3.800Lima, Perù1746

30.000Tokaido-Nankaido, Giappone1707

5.233Tokaido-Kashima, Giappone1703

3.000Giamaica1692

2.243Mare di Banda, Indonesia1674



2.000Cile1570

VittimeZona sorgenteAnno

Il Terremoto del 26 dicembre 2004Il Terremoto del 26 dicembre 2004

Lo Tsunami del 26 dicembre 2004Lo Tsunami del 26 dicembre 2004

Tsunami distruttivi con sorgente nella Tsunami distruttivi con sorgente nella stessa zona del 26 dicembre 2004 stessa zona del 26 dicembre 2004

36.000Giava e Sumatra-Eruzione esplosiva del

Krakatoa

16/08/1883

diverse migliaiaCosta occidentale di Sumatra>8,2Terremoto nella Fossa

della Sonda a W di

Sumatra

16/02/1861

molteOnda “terribile” da SE investe

l’isola Nias e il settore

centrale della costa

occidentale di Sumatra

7,2Forte terremoto nella

Fossa della Sonda

a W di Sumatra

05/01/1843

numeroseSettore meridionale della costa

occidentale di Sumatra

8,8-9,2Terremoto nella Fossa

della Sonda a W di

Sumatra

24/11/1833

300Settore centrale della costa

occidentale di Sumatra,

Padang invasa dalle acque

>8,0Terremoto nella Fossa

della Sonda a W di

Sumatra

10/02/1797

vittimeArea devastataMInnescodata

Tsunami Tsunami warningwarning system del system del PacificoPacifico

I più forti Tsunami in Italia

Terremoto gennaio 1693 Sicilia orientale (M=6,8) 54.000 vittime

Terremoto e frana febbraio 1783 Calabria tirr. (M=7,0) 36.300 vittime

Terremoto dicembre 1908 Stretto di Messina (M=7,1) 80.000 vittime

Tsunami da collassi di edifici vulcanici:

- Ripetuti a Stromboli (es. 1930, 1944). L’ultimo nel dicembre 2002

- Possibili nei vulcani sottomarini tirrenici

Da terremoti in aree remote (Arco Egeo, Algeria)

Messina 1908 e Stromboli 2002Messina 1908 e Stromboli 2002

Stromboli

1. Un forte terremoto avvertito in aree costiere basse è un avviso naturale di un possibile immediato pericolo. State calmi e spostatevi rapidamente in zone elevate lontane dalla costa.2. Non tutti I forti terremoti provocano tsunami, ma molti lo fanno. Se il terremoto è localizzato vicino all’oceano o sulfondo marino, la probabilità di uno tsunami aumenta. Quando venite informati che un terremoto si è verificato in unazona costiera o nell’oceano, preparatevi a un’emergenza da tsunami.3. Gli tsunami possono verificarsi a qualsiasi ora del giorno e della notte. Essi possono risalire i corsi dei fiumi o deitorrenti che sfociano nell’oceano.4. Uno tsunami non è costituito da una singola ondata, ma da una serie di ondate. Tenetevi fuori dalle zone pericolose finoa che il segnale di CESSATO ALLARME è diffuso dalle autorità competenti.5. L’approssimarsi degli tsunami è talvolta annunciato da significativi abbassamenti o innalzamenti del livello del mare.Questo è un avviso naturale di tsunami e a esso va prestata attenzione.6. Un piccolo tsunami su una spiaggia può essere gigantesco a poche miglia di distanza. Non fate sì che le modestedimensioni di uno vi facciano perdere il riguardo per tutti.7. Prima o poi uno tsunami investirà ogni costa del Pacifico. Tutti gli tsunami, come gli uragani, sono potenzialmentepericolosi, anche se essi possono non danneggiare le coste sulle quali si abbattono.8. Non scendete mai in spiaggia per osservare uno tsunami! QUANDO VEDETE L’ONDA SIETE TROPPO VICINI PERPOTER SCAPPARE. Gli tsunami sono più veloci di quanto possa correre un uomo!9 . Durante un’emergenza da tsunami, l’ufficio locale di protezione civile, la polizia, i vigili del fuoco e le altreorganizzazioni per l’emergenza cercano di salvarvi la vita. Date loro la massima collaborazione.10. Case e costruzioni situate in aree costiere basse non sono sicure. NON RIMANETE in tali edifici se c’è un avviso ditsunami.11. I piani superiori di edifici con molti piani e in cemento armato possono costituire un rifugio se non c’è tempo sufficienteper andare in luoghi elevati lontani dalla costa.12. Se siete su una barca o su un battello spostatevi verso acque profonde (almeno 200 m). Se le condizioniatmosferiche sono molto cattive, può essere meno rischioso lasciare l’imbarcazione attraccata al molo e muoversi a piediverso aree elevate.13. Onde capaci di fare danni e correnti irregolari e imprevedibili possono condizionare le condizioni del porto per un certotempo dopo l’impatto dello tsunami. Accertatevi della sicurezza del porto prima di farvi ritorno con la vostraimbarcazione.14. Rimanete sintonizzati sulle stazioni radio locali, sulla radio della NOAA o sulle stazioni televisive duranteUn’emergenza da tsunami: I bollettini emanati dalla Protezione Civile possono salvarvi la vita.

Norme di comportamento in caso di tsunami

nel Pacifico

Per difendersi occorre Per difendersi occorre conoscereconoscere

Terremoti, Vulcani e Tsunami in...

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