TERREMOTO
TERREMOTO
ONDE SISMICHE
(classificazione)
ENERGIA SVILUPPATA
(Magnitudo e scale di intensità)
SISMOGRAMMI E SISMOGRAFI
Cos’è un terremoto
Un terremoto o sisma è un movimento a carattere vibratorio smorzato di una porzione più o meno grande di superficie terrestre,
provocato da onde elastiche originatesi in un punto più o meno profondo della crosta terrestre (ipocentro o fuoco) per una
improvvisa dislocazione di masse.
Si verifica quando nell’interno della Terra si liberano improvvisamente energie di tensione accumulatesi nel tempo nella
litosfera o nel mantello.Ciascun movimento si chiama scossa sismica.
Le onde sismiche possono essere longitudinali, trasversali, superficiali. Le prime ad arrivare sono le onde più veloci,
longitudinali ( onde prime ) che producono sollecitazioni alternate di compressione e dilatazione, con conseguenti vibrazioni
dirette secondo la direzione di propagazione delle onde, sono le scosse ondulatorie. Si sviluppano, inoltre, onde trasversali, (
onde seconde ), che determinano vibrazioni in direzione perpendicolare alla direzione di propagazione delle onde, le scosse
sussultorie. Successivamente arrivano le onde superficiali che hanno carattere complesso. Per ogni scossa i dati caratteristici
sono: l’istante di inizio, le coordinate dell’ipocentro, l’energia sviluppata ( di cui è misura la magnitudo.
Lo studio quantitativo dei terremoti è iniziato in epoca relativamente recente, con l’introduzione di strumenti atti a registrare le
onde elastiche da essi generate. Sono della fine del secolo scorso i primi rudimentali sismografi, ideati da J. Milne e A.
Cancani. Da allora la sismologia si è sviluppata parallelamente ai progressi della tecnica: si sono visti così adoperare
sismografi meccanici più moderni, sismografi elettromagnetici, sismografi ad amplificazione elettronica e finalmente
sismografi a registrazione digitale.
All’inizio di questo secolo quando già si disponeva di una rete mondiale di stazioni sismografiche si potè riconoscere la
distribuzione globale della sismicità sulla superficie terrestre. L’attività sismica è associata principalmente ai movimenti
relativi alle placche litosferiche.
I terremoti avvengono fino ad una profondità di circa 700 Km. I terremoti vengono suddivisi in superficiali, intermedi, profondi
se la loro profondità è rispettivamente inferiore a 70 km, compresa tra 70 e 300 Km, superiore a 300Km. I terremoti intermedi
si possono trovare dove due placche continentali collidono.
Onde sismiche
La sismologia è la branca della geofisica che si occupa dei processi di generazione e di propagazione delle onde
elastiche nell’interno della terra e sulla sua superficie, che provocano i terremoti. La linea ideale di
avanzamento del fronte d’onda, la cui tangente è perpendicolare al fronte d’onda stesso in ciascuno dei suoi
punti è chiamata raggio sismico. Sono dette onde di volume quelle che si propagano nell’interno della terra,
mentre sono onde superficiali quelle che si propagano in strati terrestri la cui profondità non sia grande rispetto
alla lunghezza d’onda.
I raggi sismici che incidono fra due mezzi di caratteristiche elastiche diverse, possono riflettersi e rifrangersi.
La propagazione delle onde fino a 1000km dall’ipocentro coinvolge principalmente le onde P e S, la cui frequenza
dominante si trova nella banda compresa tra 1 e 10 Hz. Le lunghezze d’onda corrispondenti sono minori di 5
km. Le velocità delle onde variano da strato a strato ed aumentano in genere con la profondità. I raggi sismici
sono allora curvi, con la concavità verso l’alto.Sono onde superficiali le onde di Rayleigh che hanno moto
ellittico retrogrado delle particelle su un piano verticale contenente la direzione di propagazione dell’onda e le
onde di Love in cui le particelle si muovono in un piano orizzontale , perpendicolare alla direzione di
propagazione dell’onda.La banda di frequenze di tali onde è compreso tra 10-1 Hz e 10-2 Hz, ma più
comunemente è osservata una banda stretta attorno a 0.05 Hz. . Le onde superficiali viaggiano a velocità
comprese tra 3 e 4 Km/s.
MAGNITUDO E SCALE DI INTENSITA’
La definizione di magnitudo dovuta a Richter si basa sullo spostamento misurato da un sismometro campione di tipo WoodAnderson. Tale strumento e' costituito da un pendolo orizzontale a torsione con periodo proprio T=0.8 secondi, amplificazione
V=2800 volte e uno smorzamento h = 0.8 posto alla distanza di 100 Km dall'epicentro. Questa magnitudo, indicata come
magnitudo locale e rappresentata dalla sigla Ml, e' definita come:
Ml = log (A) con A=spostamento massimo in micron
Esiste anche una relazione che permette di calcolare la magnitudo Ml anche per altre distanze, purche' entro 600 km
dall'epicentro, in base allo spostamento reale al suolo:
Ml = log(a) + 3 * Log(D) - 2.92 con a = spostamento reale al suolo in micron e D = distanza in km
Per oviare a difficolta' nell'applicazione della precedente relazione per eventi con distanza maggiori di 600 km si utilizzano altre
scale di magnitudo indicate dalle sigle Ms e Mb.
Un metodo oggi molto usato per la stima della magnitudo e' tramite la misurazione della durata della registrazione. Questa stima
deve essere calibrata empiricamente stazione per stazione sulla base di un numero sufficiente di terremoti di cui sia nota la
magnitudo attraverso uno dei metodi standard. Questa magnitudo e' indicata come Md.
La magnitudo e l'intensita' esprimo entrambi una indicazione della forza del terremoto, la prima piu' legata alla misura
dell'energia rilasciata , mentre la seconda legata ai danni conseguenti.
La magnitudo e' una grandezza che puo' assumere qualsiasi valore maggiore di 0.0 ed ha un andamento logaritmico.
Non esiste un limite superiore, ma per dare un'idea della grandezza la scossa principale del terremoto dell'Irpinia ha avuto una
magnitudo Ml pari a 6.9.
L'intensita' generalmente espressa con numeri romani puo' assumere solo valori interi compresi tra "I" e "XII". Questi valori sono
indicati come gradi.
La corrispondenza tra grado e danno subito e' stabilita da una tabella, la cosi' detta scala. Al giorno d'oggi, in Italia, l'intensita' e'
solitamente espressa nella scala Mercalli – Cancani –Sieberg (M.C.S) del 1930.
Catania: ecco la sentinella dei terremoti mini-sottomarino
tra Sicilia e Africa
(articolo del quotidiano Repubblica novembre 2002)
•
•
Una sentinella di guardia ventiquattr’ore su
ventiquattro per365 giorni all’anno, in fondo al mare.
Una spia sempre in azione, in grado di controllare e
registrare movimenti impercettibili ma significativi
di un “sorvegliato speciale”.
Non è un caso, infatti, che Submarine Network 1, la
piattaforma intelligente sottomarina, primo
esemplare in Italia di un’ambizione rete di
monitoraggio multidisciplinare, sia stata deposta
proprio in corrispondenza della faglia
IbleoMaltese, la struttura sismogenetica responsabile dei
più disastrosi terremoti della Sicilia orientale, tra cui
quello che nel 1963 distrusse completamente
Catania. Lì, a 2105 metri di profondità nello Ionio, a
25 chilometri a largo di Catania, il sottomarino
intelligente sta già raccogliendo e registrando su hard
disk dati sismici e vulcanologi che serviranno ad
integrare quelli raccolti quotidianamente dalla rete di
superficie che sorveglia la parte orientale dell’isola,
ad alto rischio sismico, e l’Etna. Terremoti,
microscosse, umori e tremori del vulcano, ma anche
la temperatura del mare e altre rilevazioni
ambientali.
•
magnitudo Richter
energia
joule
grado Mercalli
< 3.5
< 1.6 E+7
I
3.5
1.6 E+7
II
4.2
7.5 E+8
III
4.5
4 E+9
IV
4.8
2.1 E+10
V
5.4
5.7 E+11
VI
6.1
2.8 E+13
VII
6.5
2.5 E+14
VIII
6.9
2.3 E+15
IX
7.3
2.1 E+16
X
8.1
> 1.7 E+18
XI
> 8.1
.
XII
Scala RICHTER
•
Tale scala non ha divisioni in gradi, limiti
inferiori, (se non strumentali) e superiori. La
valutazione dell'energia liberata da un
sisma è associata all’indice, detto
magnitudo, che si ottiene rapportando il
logaritmo decimale dell'ampiezza massima
di una scossa e il logaritmo di una scossa
campione. Lo zero della scala equivale ad
una energia liberata pari a 105 Joule. Il
massimo valore registrato, è stato di
magnitudo 8.6 equivalente all'energia di
1018 J.
SISMOGRAFI E SISMOGRAMMI
I sismografi sono apparecchi per rivelare e registrare i movimenti del
suolo. Sono costituiti da uno speciale pendolo (verticale per i movimenti
orizzontali e orizzontale per i movimenti verticali), da un trasduttore
delle oscillazioni del pendolo in segnali meccanici o elettrici e da un
registratore di tali segnali. I più diffusi sono i sismografi elettrici in cui la
massa pendolare agisce su un trasduttore ad uscita elettrica e forma così
un sensore sismico.Il segnale d’uscita è registrato localmente o inviato
attraverso una linea telefonica o un radiocollegamento , ad un centro di
elaborazione, come avviene nelle reti sismiche di zona , regionali o
nazionali.
I sismogrammi sono le registrazioni grafiche, fotografiche o magnetiche
di un terremoto, ottenute da un sismografo. Un sismogramma sintetico è
ottenuto effettuando, con un calcolatore elettronico, la sintesi di
registrazioni fornite da più sismometri ( sensori sismici)
Un sismogramma è un diagramma temporale in cui si legge come
funzione del tempo in valore risultante dalla convoluzione fra lo
spostamento del suolo e la funzione di risposta dell’apparecchio. Da tale
registrazione si ricavano i parametri che consentono di ottenere
informazioni sulle onde sismiche rilevate dalla stazione sismica. Nei treni
d’onde elastiche provenienti dalle sorgenti sismiche si individuano le fasi
(gruppi di onde caratterizzate dalla stessa natura fisica e dallo stesso
percorso), l’istante di arrivo, l’ampiezza massima dello spostamento del
terreno, il periodo di oscillazione di ampiezza massima. I dati riguardanti
l’ampiezza massimale fasi sismiche danno informazioni sull’energia
elastica che ha raggiunto la stazione sismica registratrice .