Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
TERREMOTI E RISCHIO SISMICO
- natura e origine dei terremoti - propagazione delle onde sismiche
- distribuzione dei terremoti - registrazione della forza di un terremoto
- terremoti in Italia - difesa dai terremoti
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Scarpata di faglia
Ipocentro
EpicentroPiano di faglia
Che cos’è un terremoto
È una VIBRAZIONE della terra prodotta da una rapida liberazione di energia in qualche punto al suo interno
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Che cos’è un terremotoLe rocce della crosta sono sottoposte a sforzi causati dai movimenti delle
placche: il terremoto si genera nel momento in cui la roccia si rompe
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Le faglie Tipi di faglie
compressivadistensiva
trascorrente
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Le faglie Esempi di faglie
DIRETTA INVERSA
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Terremoto di San Francisco, 1906
Esempi di faglie
TRASCORRENTE
traccia della faglia
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Terremoto di Kobe (17 Gennaio 1995, Mw=7.2)
spostamento orizzontale e verticale
Esempi di faglie
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Propagazione delle onde sismiche
ONDE DI COMPRESSIONE (longitudinali) ONDE DI TAGLIO (trasversali)
ONDE DI SUPERFICIE
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Propagazione delle onde sismiche
ONDE DI COMPRESSIONE (longitudinali) ONDE DI TAGLIO (trasversali)
ONDE DI SUPERFICIE
Al loro passaggio, le particelle del materiale attraversato oscillano avanti e indietro nella direzione di propagazione dell’onda.
Sono le più veloci fra le onde generate da un terremoto e dunque le prime registrate da un sismogramma, da cui il nome di Onda P (Primaria).
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Propagazione delle onde sismiche
ONDE DI COMPRESSIONE (longitudinali) ONDE DI TAGLIO (trasversali)
ONDE DI SUPERFICIE
Provocano oscillazioni perpendicolari alla loro direzione di propagazione.
Sono meno veloci delle onde P e vengono registrate dopo di queste da un sismogramma, da cui il nome di Onda S (Secondaria).
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Propagazione delle onde sismiche
ONDE DI COMPRESSIONE (longitudinali) ONDE DI TAGLIO (trasversali)
ONDE DI SUPERFICIE
Quando le onde interne raggiungono la superficie si trasformano in parte in onde superficiali, che si propagano dall’epicentro lungo la superficie terrestre (simili ad increspature sulla
superficie dell’acqua)
Il movimento delle particelle attraversate da queste onde è
trasversale e orizzontale rispetto alla direzione di propagazione delle onde
Simili a onde che si propagano quando un sasso viene lanciato in
uno stagno. Fanno vibrare il terreno secondo orbite ellittiche
e retrograde rispetto alla direzione di propagazione
dell'onda
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Propagazione delle onde sismicheONDE DI COMPRESSIONE (longitudinali)
ONDE DI TAGLIO (trasversali) ONDE DI SUPERFICIE
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Epicentro
Nucleo (solido) Nucleo
(liquido)
Mantel
lo
Le onde sismiche (P e S) si propagano dall’ipocentro in tutte le direzioni all’interno della Terra rimbalzando sulle discontinuità
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Le Placche principali in cui è suddivisa la litosfera terrestre
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Distribuzione degli epicentri dei terremoti
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Distribuzione degli epicentri dei terremoti
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Faglia del Fucino M: 7.0 lunghezza: 28 km larghezza: 15 km max movimento: 1m
Faglia di Sumatra M: 9.3 (Cile 1960, M=9.5) lunghezza: 1300 km larghezza: 200 km max movimento: 15m Faglia 1915
Faglie sismogenetiche italiane
Energia liberata dai terremoti
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Distribuzione degli epicentri dei terremoti
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Placca Africana
Placca Euro-Asiatica
Le placche e l’Italia
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AFRICA
EURASIA
ARABIA
Le placche e l’Italia
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AFRICA
EURASIA
ARABIA8 mm/aConvergenza Sumatra: 60 mm/a Giappone: 83 mm/a
Le placche e l’Italia
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Sismicità in Italia
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Componente verticale
Componente radiale
Componente trasversale
Onde P
Onde S
Onde di Love
Onde di Rayleigh
Onde di Rayleigh
Sismogramma
Onde S
Onde S
Onde P
Onde P
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Sismogramma
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La rete di stazioni sismiche dell’INGV
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SP
Misurando la differenza tra l’arrivo della prima onda P e l’arrivo della prima onda S si determina la distanza tra l’epicentro e la stazione sismica
Intervallo S-P
Me si calcola l’epicentro di un terremoto?
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Tempo di arrivo dell’onda P
Tempo di arrivo dell’onda S
Intervallo S-P: 5.5 s
Registrazione alla prima stazione Santa Sofia (SFI)
Tempo di arrivo dell’onda P
Tempo di arrivo dell’onda S
Intervallo S-P: 8.5 s
Registrazione alla seconda stazione Fossombrone (FSSB)
Tempo di arrivo dell’onda P
Tempo di arrivo dell’onda S Intervallo S-P: 11.8 s
Registrazione alla terza stazione Esanatoglia (SNTG)
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0
2
4
6
8
10
12
14
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Distanza Epicentro-Stazione (km)
Tem
po S
-P (s
)
Intervallo S-P: 5.5 s
Intervallo S-P: 8.5 s
Intervallo S-P: 11.8 s
epicentro-stazione SFI: 38 km
epicentro-stazione FSSB: 59.5 km
epicentro-stazione SNTG: 83 km
Conversione dei tempi di arrivo in distanze
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epicentro-stazione SFI: 38 km
epicentro-stazione FSSB: 59.5 km
epicentro-stazione SNTG: 83 km
Determinazione dell’epicentro
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Epicentro
epicentro-stazione: 83 km
epicentro-stazione: 59.5 km
epicentro-stazione: 38 km
27 Novembre 2001 12:11:49
Determinazione dell’epicentro
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Magnitudo Richter
•Si determina con uno strumento •Stima l’energia liberata dal terremoto
Intensità Scala MCS
•Si determina con l’osservazione •Stima gli effetti del terremoto in un luogo
Come si misura la “grandezza” di un terremoto?
Mercalli-Cancani-Sieberg
M = 1
M = 2
M = 3
Si esprime con un numero. Esempio 5.2
Quando la magnitudo aumenta di 1, l’energia aumenta di circa 30 volte.
Magnitudo Richter
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1935 - Richter definisce la magnitudo “locale” ML=log(AWA)+f(D)
f(D) - funzione di correzione D - distanza epicentrale AWA - massima ampiezza registrazione
Magnitudo locale(Ml) e magnitudo momento (Mw)
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comprende 12 gradi di intensita’ crescente
III
IIIIV
VVI
VIIVIII
IXX
XIXII
Scala Mercalli
II e III grado: la scossa è debole e avvertita da pochissimi
IV grado: non tutti avvertono la scossa; le finestre tintinnano e le porte scricchiolano.
V grado: scossa forte, gli oggetti oscillano e possono cadere
VI grado: scossa forte, gli oggetti cadono. Si verificano danni leggeri
VII grado: scossa molto forte, danni moderati a molti edifici; caduta di camini e tegole
VIII grado: molti edifici sono gravemente danneggiati, alcuni crollano
IX grado: distruzione di circa la metà degli edifici
X grado:la maggior parte degli edifici crolla. Anche ponti possono essere distrutti
XI grado: distruzione totale. Anche i manufatti più resistenti si danneggiano o crollano. Notevoli effetti sull’ambiente (frane,
spaccature, liquefazioni).
XII grado: catastrofico. Nessuna opera dell’uomo regge; il paesaggio viene sconvolto
Terremoto in Calabria 1783. Avvennero grandi sconvolgimenti della topografia. Imponenti frane
sbarrarono fiumi, creando laghi. Si aprirono grandi fenditure e cavità.
Il fenomeno della liquefazione durante lo scuotimento sismico si origina preferibilmente in sedimenti posti tra 1 e circa 10-15 m di profondità. Per sfogare questa pressione in eccesso il deposito liquefatto cerca una via di fuga spingendo verso zone a minore pressione, ovvero verso l’alto, attraverso fratture o condotti, di neoformazione o preesistenti, sia naturali che artificiali (pozzi per l’acqua ad esempio).
LiquefazioneLa liquefazione del terreno avviene quando la pressione dell’acqua contenuta fra i pori di un terreno diventa ta lmente forte da annu l lare le forze che lo fanno restare compatto. Il terreno, so l i tamente un mezzo resistente a sollecitazioni, solido, inizia a comportarsi come un fluido. Questo non avviene in tutti i tipi di terreno: avviene soprattutto nei terreni non coesivi (per esempio le sabbie), e non su quelli coesivi (come le argille). Inoltre deve esserci già un’alta percentuale di acqua.
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Liquefazione
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Turchia 1999 Giappone 1964
Emilia Romagna 2012
Liquefazione
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Sismicità in Italia
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Friuli 1976 M 6.4
Pianura Padana 2012 M 5.9
Umbria 1997 M 6.0
L’Aquila 2009 M 6.3
Avezzano 1915 M 7.0
Irpinia 1980 M 6.9
Messina 1908 M 7.2
Sismicità in Italia
Centro Italia 2016 M 6.5
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Messina 1908 M 7.2
Mappa delle intensità in Scala Mercalli
Circa 80000 vittime di cui 2000 dovute al successivo maremoto, distruzione di
moltissimi edifici
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Avezzano 1915 M 7.0
Circa 30000 vittime, distruzione di moltissimi edifici
A San Vito VII grado (scossa molto forte, danni moderati a molti edifici; caduta di camini e tegole)
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Friuli 1976 M 6.4
989 vittime, 18000 case distrutte
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Irpinia 1980 M 6.9
Mappa delle intensità in Scala Mercalli
2914 vittime e gravissimi danni a molte abitazioni
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Umbria 1997 M 6.0
Mappa delle intensità in Scala Mercalli
11 vittime, molte case danneggiate
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L’Aquila 2009 M 6.3
309 vittime e gravi danni a molte abitazioni
Mappa delle intensità in Scala Mercalli
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Pianura Padana 2012 M 5.9
27 vittime e grave danno a molti edifici
Mappa delle intensità in Scala Mercalli
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3406 con Mw>2.5 72 con Mw>4 6 con Mw>5
Terremoti in Italia nel 2016
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17/07/1844 Palestrina Intensità VI-VII 10/04/1885 Serrone(?) Mw 4.5
22/01/1892 Genzano Mw 5.1 19/07/1899 Frascati Mw 5.1
13/01/1915 Avezzano (a San Vito Romano Intensità VII) 11/06/1997 Guidonia Mw 4.1
11/03/2000 Canterano Mw 4.3 (a San Vito Romano Intensità V-VI) 22/05/2000 Canterano Mw 3.5
28/05/2000 Saracinesco Mw 3.9 27/06/2000 Saracinesco Mw 4.2
13/11/2000 Canterano Mw 3.6 20/12/2001 San Vito Romano Mw 4.0
05/10/2004 Gerano Mw 3.3 17/04/2010 Bellegra Mw 2.2
Terremoti a San Vito Romano e dintorni
V grado: scossa forte, gli oggetti oscillano e possono cadere VI grado: scossa forte, gli oggetti cadono. Si verificano danni leggeri
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Terremoti a San Vito Romano e dintorni
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Terremoti a San Vito Romano e dintorni
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I terremoti NON si possono prevedere allo stato attuale delle conoscenze
Prevedere un terremoto significa indicare DOVE, QUANDO e con quale INTENSITA’ ci si può aspettare che il terremoto arrivi
Si possono prevedere i terremoti?
Previsione deterministica Studio dei fenomeni precursori
Previsione statistica Studio della sismicità storica
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Precursori dei terremoti Deformazioni del suolo
Variazione velocità onde P Variazione del livello di acqua nei pozzi/intorbidimento dell’acqua/incremento temperatura
Radon Comportamento degli animali
Previsione deterministica
Terremoto di Haicheng (Cina), 1975 Mw 7,6 Unico caso nella storia di previsione andata a buon fine
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Distribuzione geografica non casuale Ricorrenza dei terremoti
Previsione statistica
Gli studi sui terremoti del passato permettono di circoscrivere le aree a maggior rischio e i tempi di ritorno di forti terremoti (ad es., nella zona de L’Aquila la ricorrenza è di circa
200 anni)
Documenti storici (ad es., il resoconto del Petrarca del 1350 sui danni subiti dalla città di Roma dal sisma del 1349)
Dendrocronologia Paleosismologia (datazione di terremoti del passato dallo scavo di trincee)
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Roccia
Sedimenti sciolti
Terremoto
Prevenzione vuol dire sapere DOVE si costruisce
Gli effetti del terremoto possono essere diversi al variare del tipo di roccia
Prevenzione
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Prevenzione vuol dire sapere COME si costruisce
Prevenzione
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La mappa descrive la distribuzione spaziale dello scuotimento del suolo
ossia l’accelerazione massima attesa in un dato
intervallo di tempo (475 anni) che è l’intervallo fondamentale preso in
considerazione dall’ingegneria sismica mondiale
è un parametro utile per la progettazione sismica degli edifici
Prevenzione
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MAREMOTI E TSUNAMI
Tsu = onda
nami = porto
Cos’è uno Tsunami?Tsunami è una parola giapponese che significa onda (tsu) nel porto (nami), in
quanto anticamente si osservava che alcune onde diventavano devastanti avvicinandosi alla costa.
Il termine italiano usato per definire uno tsunami è maremoto, cioè una serie di onde che, superando l'abituale linea costiera, provocano danni all'interno dei porti, ma anche lungo tutta la costa e a volte nell’entroterra.
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Come si genera un maremoto?Un maremoto può essere causato da un evento sismico, frane, eruzioni vulcaniche e, raramente, dalla caduta di meteoriti. Spesso, associate ai maremoti, possono verificarsi le onde di tsunami che sono generate dallo spostamento istantaneo di una grande massa d’acqua.
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Come si genera un maremoto da un terremoto?1. Un terremoto sottomarino provoca una frattura sul fondo
dell’oceano, spostando la colonna d’acqua soprastante.2. Questo movimento genera una serie di onde di modesta
altezza, con enorme lunghezza d’onda.3. Al diminuire della profondità dell’acqua, l’altezza dell’onda
cresce, fino ad infrangersi sulla costa con grande impatto.
Quanto è veloce l’onda di maremoto?
Le onde di tsunami viaggiano ad elevata velocità in mare aperto, propagandosi per migliaia di chilometri. A largo sono pressoché impercettibili e la loro altezza supera raramente il metro. In prossimità delle coste, dove i fondali sono meno profondi, l’onda rallenta la sua corsa, aumentando in altezza.
Le onde prodotte dal vento muovono solamente la parte superficiale dell’acqua
Le onde di tsunami muovono tutta la colonna d’acqua dal fondale alla superficie
Che differenza c’è tra l’onda di maremoto e le altre onde?
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Dove sono avvenuti i maremoti nel mondo?
La maggior parte degli tsunami si verifica nell’Oceano Pacifico, e in generale, nelle zone dove l’attività sismica e tettonica è più intensa
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ANIMAZIONE DELLO TSUNAMI GENERATO DAL TERREMOTO SOTTOMARINO DEL 2004 NEL SUD-EST ASIATICO
L'evento ha avuto inizio alle ore 00:58:53 UTC del 26 dicembre 2004 quando un
violentissimo terremoto con M: 9.3 ha colpito l'Oceano Indiano al largo della costa nord-
occidentale di Sumatra (Indonesia).
Il conseguente maremoto si è manifestato attraverso una serie di onde anomale alte fino a 15
metri che hanno colpito vaste zone costiere dell'area asiatica tra i quindici minuti e le dieci ore
successive al sisma.
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ANIMAZIONE DELLO TSUNAMI GENERATO DAL TERREMOTO SOTTOMARINO DI CASCADIA DEL 1700
…e nel mediterraneo?
Il Mediterraneo ha una lunga storia di tsunami: circa duecento gli eventi conosciuti degli ultimi 4000 anni. I due più famosi sono quello connesso all'esplosione del vulcano di Santorini (probabilmente nel 1620 a.C.) e quello avvenuto a seguito del terremoto di Messina e Reggio Calabria (1908) con onde che raggiunsero i 13 m.
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Dove sono avvenuti i maremoti in Italia?
1908
1693
1783
1905
1627
1627
1930
1887
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Maremoto a Stromboli31 dicembre 2002
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Come ci si deve comportare in caso di tsunami?
Se sei in prossimità del mare e avverti una scossa sismica: allontanati rapidamente dalla spiaggia e spostati in un luogo sicuro sopraelevato.
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Come ci si deve comportare in caso di tsunami?
Se sei in spiaggia e osservi un improvviso anomalo ritiro del mare, pur non avvertendo il terremoto: non fermarti a guardare il fenomeno e a raccogliere conchiglie o pesci rimasti in secco!
Allontanati subito perché il ritiro potrebbe essere seguito da un’onda di maremoto e gli tsunami viaggiano più veloce di una persona che corre. Anche onde basse, apparentemente innocue, possono infatti avere una grande energia distruttiva ed essere in grado di causare gravi danni.
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Come ci si deve comportare in caso di tsunami?
Se invece ti trovi in acqua non avvicinarti alla costa ma dirigiti verso il largo dove le onde di maremoto sono più basse e meno pericolose.
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Grazie per l’attenzione!
www.ingv.it
[email protected]@ingv.it
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