I terremoti, o sismi, sono rapide e brusche vibrazioni del suolo, dovute all'improvvisa liberazione di energia accumulatasi nelle rocce, a causa dei movimenti reciproci delle placche in cui la litosfera è suddivisa. Prof.ssa Carolina Sementa 1 Al punto interno alla Terra in cui il terremoto si origina, detto ipocentro, corrisponde in superficie l'epicentro, dove i danni dovuti alla scossa sismica sono più gravi. 2 Gli effetti distruttivi dei terremoti sono dovuti alla propagazione delle onde sismiche, che si originano sia dall'ipocentro, sia dall'epicentro. Le onde sismiche sono onde elastiche (attraverso le quali, cioè, l'energia elastica può essere trasportata lontano dal punto in cui si è originata), che hanno bisogno di un mezzo attraverso cui propagarsi e che si propagano con diverse velocità sia all'interno della Terra, sia sulla superficie terrestre 3 I tipi di onde sismiche Una scossa sismica genera tipi di onde differenti che si differenziano per il modo e per la velocità di propagazione: le onde P o primarie (onde longitudinali di compressione); • le onde S o secondarie (onde trasversali); • le onde L o superficiali (onde L e onde R) • Le prime due si originano dall’ipocentro e si propagano all'interno della Terra; le ultime, dette anche onde lunghe, si originano dall’epicentro. 4 •Le onde longitudinali sono onde di compressione, che si originano dall'ipocentro, si propagano entro il volume delle rocce e, quando investono le particelle dei vari strati di roccia, le fanno oscillare avanti e indietro. Sono anche dette onde P (primarie), perché sono le prime a giungere in superficie e a essere registrate dai sismografi, propagandosi a una velocità compresa tra 6,2 e 8,2 km/sec, a seconda della densità dei materiali che attraversano; possono propagarsi sia attraverso la roccia solida, sia attraverso un materiale liquido (magma o acqua). 5 Le onde trasversali si propagano dall'ipocentro. Sono dette trasversali perché provocano oscillazioni delle particelle delle rocce dal basso verso l'alto e viceversa, perpendicolarmente alla direzione di propagazione. Vengono anche chiamate onde S (secondarie) perché, essendo più lente delle onde P (3,6-4,7 km/sec) giungono in superficie per seconde. Le onde S non si propagano nei liquidi e questa circostanza ha permesso di ipotizzare la presenza all'interno della Terra di un nucleo esterno liquido. 6 Le onde superficiali si propagano in superficie e sono responsabili dei danni maggiori. Possono compiere lunghe distanze prima di estinguersi, viaggiando più lentamente delle onde P e S, durano più a lungo e causanoi danni maggiori. Possono essere distinte in due tipi: onde L (di Love), onde trasversali, come le onde S, che però oscillano su un piano orizzontale. onde R (di Rayleigh), assimilabili ad un'onda marina: le particelle del suolo si spostano lungo un'ellisse creando una vera onda che modifica il suolo durante i grandi terremoti. 7 SISMOGRAFI E SISMOGRAMMI Le onde sismiche vengono registrate in superficie da strumenti detti sismografi, i quali tracciano grafici, i sismogrammi, che permettono di localizzare l'epicentro e stabilire l'intensità di un sisma. Si può valutare l'intensità di un sisma attraverso due scale: la scala Mercalli, che si basa sulla rilevazione degli effetti di un terremoto su edifici, persone e ambiente; e la scala Richter, che esprime, invece, la magnitudo, correlata alla quantità di energia liberata da un sisma. Come i fenomeni vulcanici, anche i sismi sono distribuiti in particolari fasce della superficie terrestre, che corrispondono ai margini delle placche litosferiche. 8 ORIGINE DEI TERREMOTI La teoria della Tettonica a Zolle spiega le cause dei terremoti. Secondo questa teoria la parte superiore della terra è considerata suddivisa in due strati con proprietà diverse: LITOSFERA, lo strato superiore rigido della terra, spesso circa 100 km sotto i continenti e circa 50 km sotto gli oceani, costituito dalla crosta e dalla parte sottostante rigida del mantello superiore; ASTENOSFERA, lo strato sottostante che si estende sino a 700 km di profondità, caratterizzato da rocce meno fragili, cioè meno deformabili in confronto a quelle della litosfera. Dunque, secondo tale teoria la crosta terrestre sarebbe formata da blocchi di roccia che come zattere galleggiano su materiali incandescenti detti magma e sottoposti a enormi pressioni. Spinto da quelle pressioni, in alcune zone il magma viene espulso a volte attraverso i crateri, aperture della crosta terrestre. Il condotto costituisce il camino di un vulcano attivo. Le zolle nel loro continuo movimento sul magma slittano le une contro le altre, talora si sormontano, si allontanano oppure si urtano dando origine a pressioni di potenza inimmaginabile. Le montagne e i terremoti sarebbero originati dal moto delle zolle. 9 La litosfera rigida e' suddivisa in 7 placche grandi e 12 piccole che hanno avuto origine 230 milioni di anni fa, quando la crosta terrestre, che fino a quel momento costituiva un unico blocco, cominciò a rompersi in più pezzi; la prima frattura è stata quella che separa la placca americana da quelle eurasiatica e africana. Queste placche non sono stazionarie, al contrario esse galleggiano sullo strato di rocce "soffici" della sottostante astenosfera Lungo le zone di contatto e per una fascia che di solito è larga un centinaio di chilometri, si creano fratture, crepe e smagliature che prendono il nome di FAGLIE. Infatti, il sisma è dovuto al movimento improvviso dei due lati della faglia, durante il quale si accumula energia potenziale di natura elastica. Quando la pressione supera la capacità di resistenza delle rocce, l‘enorme quantità di energia accumulata in esse, si libera sotto forma di intense e rapide vibrazioni che si propagano in tutte le direzioni sotto forma di onde elastiche, le onde sismiche, provocando il terremoto. I movimenti possono essere di tre tipi: - Due zolle scorrono una accanto all’altra; - Due zolle si allontanano una dall’altra; -Due zolle si scontrano. le due placche possono slittare di fianco l'una accanto all'altra: SCORRIMENTO. L'allontanamento di due PLACCHE provoca un'espansione dei FONDALI marini e la creazione di una frattura (RIFT) dalla quale il MAGMA risale e forma una catena montuosa sottomarina la DORSALE medio oceanica. le due placche possono allontanarsi l'una dall'altra perché spinte in direzioni opposte: ALLONTANAMENTO 11 le due placche possono muoversi l'una contro l'altra scontrandosi: SCONTRO. Quando due placche si avvicinano si verificano due possibilità: lo scorrimento di una placca sotto l'altra che provoca VULCANI e TERREMOTI e fa emergere catene montuose (come le ANDE). lo scontro tra due placche, che si inarcano, si accavallano e si ripiegano, generando catene montuose a pieghe come l'HIMALAIA, attività vulcaniche e terremoti. Così, probabilmente, si sono formate anche le ALPI. 12 La rottura avviene lungo un piano detto PIANO DI FAGLIA 13 I due blocchi crostali sono sottoposti a sforzi 14 L’attrito e la reazione elastica delle rocce impediscono la frattura ma l’accumulo di energia porta ad una progressiva deformazione 15 Superato il punto critico le rocce si spaccano improvvisamente e i due blocchi slittano uno rispetto all’altro 16 Maremoto (o tsunami) Cosa succede se si origina un terremoto sottomarino? Il fondo marino verrà in pochi secondi deformato insieme alle masse d'acqua sovrastanti Si genera un maremoto con onde lunghe che possono attraversare l’intero oceano senza essere avvertite, ma crescono in altezza e diventano molto pericolose in acque basse. La loro velocità può raggiungere i 700 km /h. 17 Classificazione dei terremoti •In base alla profondità dell'ipocentro, i terremoti vengono classificati in superficiali (ipocentro compreso fra 0 e 70 km di profondità), intermedi (ipocentro fra 70 e 300 km di profondità) e profondi (ipocentro fra 300 e 720 km di profondità). La maggior parte dei terremoti che si verificano ogni anno (circa il 90%) è superficiale. •In base alla loro origine i terremoti possono essere vulcanici e tettonici. I primi, sono generalmente circoscritti alle vicinanze di un vulcano e avvengono quando i gas e il vapore d’acqua generalmente associato ai magmi raggiungono una tensione superiore alla pressione alla quale sono sottoposti, causando così un’eruzione oppure, soltanto un sollevamento; i secondi sono dovuti alla rottura improvvisa di una massa rocciosa dentro la crosta terrestre o subito al disotto di lei. I terremoti tettonici, di gran lunga più distruttivi, coprono in genere aree molto vaste. Essi sono nella maggioranza dei casi associati al fenomeno, ben più complesso, della crescita di sistemi montuosi. 18 La mappa sopra illustra la posizione dei terremoti nel globo. Essi non sono distribuiti a caso: le zone di contatto tra le varie placche sono quelli in cui sono concentrate il maggior numero di scosse. La posizione dei terremoti aiuta quindi a definire i margini di zolla (o delle placche). 19 I terremoti sono concentrati in alcune aree ben definite da un punto di vista geologico. I terremoti in Italia L'attività sismica in Italia è prevalentemente concentrata nella crosta terrestre, cioè a profondità minori di 40 Km circa. Le terre italiane, formatesi in epoche molto più recenti di altre in Europa, rivelano anche in superficie i segni di una inquietudine geologica ancora in atto. I terremoti nel mondo a) seguono perfettamente l'andamento delle varie dorsali oceaniche; b) delineano i margini dell'intero oceano Pacifico e dell'oceano Indiano orientale, caratterizzati da vistosi fenomeni recenti di tettonica 20 compressiva.