La prova più evidente (con i vulcani) che la Terra non è statica.
I TERREMOTI
I terremoti o sismi sono vibrazioni naturali del suolo,rapide e
violente,provocate dalla liberazione di energia meccanica all’interno della
litosfera.
Quando si verifica un terremoto l’energia accumulata viene liberata in
modo repentino e viene dissipata sia sotto forma di calore che sotto
forma di onde elastiche,che giunte in superficie generano scosse.
MICROSISMI
MACROSISMI
(avvertiti solo a livello
strumentale e sono
comunissimi)
(scosse di grande
intensità)
IPOCENTRO & EPICENTRO
IPOCENTRO del
TERREMOTO:è il luogo in
profondità in cui viene
liberata energia.
EPICENTRO:è il punto
della superficie
terrestre,situato
verticalmente
sull’ipocentro,che viene
raggiunto per primo dalle
vibrazioni.
Le onde sismiche sono onde sferiche che si muovono
dall’ipocentro e,giunte nell’epicentro,possono essere
scomposte in una componente verticale,che genera scosse
sussultorie,e in una orizzontale,che genera scosse ondulatorie.
TIPOLOGIE DELLE SCOSSE
SCOSSE
SUSSULTORIE
SCOSSE
ROTATORIE
SCOSSE
ONDULATORIE
(movimento
verticale –
epicentro)
(quando
interferiscono i
due tipi di
scosse)
(movimento
essenzialmente
orizzontale –
aree circostanti
l’epicentro)
Le scosse hanno durata breve,pochi secondi o al massimo 1
minuto,ma possono ripetersi per ore e giorni ad intervalli regolari.
CLASSIFICAZIONE dei TERREMOTI
in base alla causa della liberazione di
energia:
TERREMOTI
VULCANICI
TERREMOTI da
CROLLO
TERREMOTI da
ESPLOSIONE
TERREMOTI
TETTONICI
(accompagnano le
eruzioni vulcaniche.
7% dei terremoti.
Si registrano spesso
microsismi nelle zone
vulcaniche.
Non esiste un’esatta
relazione tra frequenza
e intensità dei
microsismi e momento
di un’eruzione.)
(causati dal crollo
della volta di una
grotta o di una
miniera – in
genere sono di
debole intensità e
avvengono nelle
regioni carsiche)
(eventi artificiali che
si verificano a
causa di
detonazioni di
dispositivi chimici o
nucleari sotterranei)
(causati da masse
rocciose che si
fratturano
improvvisamente
in zone della
litosfera sottoposte
a forti
tensioni,causate
da forze
geologiche
endogene)
I terremoti tettonici sono i più frequenti ed intensi.
Non sono quasi mai episodi isolati e occasionali perciò è possibile
identificare regioni particolari della litosfera dove facilmente si ripetono
eventi sismici di origine tettonica:queste aree sono dette aree sismiche.
I terremoti tendono a distribuirsi in fasce sottili e allungate.
Le fasce sismiche coincidono,o sono disposte parallelamente,alle fasce
dove si localizza l’attività vulcanica.
LA TEORIA DEL RIMBALZO ELASTICO
Quando un blocco di rocce viene
sottoposto a sforzo si comporta
in modo elastico,cioè si deforma
lentamente.
Le rocce,deformandosi,
accumulano energia e la
deformazione subita è
proporzionale all’intensità e alla
durata della forza applicata.
Ogni massa rocciosa ha un
limite oltre al quale non può
deformarsi elasticamente (limite
di elasticità).Se si supera questo
limite,il blocco roccioso si
spacca nel punto più
debole,producendo una faglia.
FAGLIA
Si definiscono faglie le fratture della crosta terrestre lungo le quali due
blocchi rocciosi si muovono in senso opposto subendo spostamenti
verticali,orizzontali e obliqui.
Faglie
normali
Se il movimento avviene perpendicolarmente alla direzione della
superficie di separazione con uno spostamento verso il basso del
tetto rispetto al letto.
Faglie
inverse
Se il movimento avviene perpendicolarmente alla direzione della
superficie di separazione con uno spostamento verso l'alto del tetto
rispetto al letto.
Faglie
Se il movimento avviene lungo, la direzione del piano di faglia; in
trascorrenti particolare si distingueranno faglie trascorrenti destre e sinistre
secondo che ad un osservatore che staziona su un blocco, l'altro
apparirà essere stato spostato rispettivamente verso la sua destra
o sinistra.
Finché la faglia resta attiva può generare
nuovi eventi sismici.
Il piano di
scorrimento dei
due blocchi è
detto piano di
faglia.
Il punto di rottura
diventa
l’ipocentro del
terremoto.
LE SCOSSE
SCOSSE
PREMONITRICI
(complesso di scosse
che possono
precedere la scossa
principale – di debole
intensità)
SCOSSA
PRINCIPALE
SCOSSE di
ASSESTAMENTO
(forte scossa nella
quale viene
scaricata l’energia
accumulata – non è
sempre sufficiente
per ristabilire una
situazione di
equilibrio)
(repliche della
scossa principale
di intensità via via
decrescente – non
sono mai molto
intense)
SISMOLOGIA
La sismologia è lo studio delle onde elastiche (che provocano
deformazioni dinamiche nei materiali nel momento in cui li
attraversano),dette onde sismiche,generate nei terremoti.
I sismografi sono strumenti in grado di registrare le onde sismiche.
Le onde sismiche si propagano obbedendo ai principi del moto ondulatorio
e non causano un vero e proprio spostamento dei materiali che
attraversano ma solo vibrazioni delle particelle.
Poiché il movimento elastico agisce sulle particelle delle rocce,parte
dell’energia meccanica liberata viene dissipata per vincere l’attrito sotto
forma di calore.
La vibrazione può trasmettersi in modi diversi e generare diversi tipi di
onde sismiche.
I SISMOGRAFI
Come funziona un sismografo?
Una massa inerte viene sospesa con una molla o con un pendolo,non in
modo rigido,ad un supporto solidale con il terreno.La massa ha una
punta scrivente che lascia una traccia su un cilindro di carta fissato al
suolo,che ruota continuamente con movimento regolare e preciso.
Il tracciato che registra le onde sismiche rilevate con un sismografo è
detto sismogramma.Su ciascun tracciato è possibile identificare tre
gruppi di oscillazioni che corrispondono ai tre tipi di onde:P,S ed L.
SISMOGRAMMA
Le prime onde ad essere registrate sono le onde P (oscillazioni di
piccola ampiezza e breve periodo).
Seguono le onde S (oscillazioni meno regolari,di maggiore ampiezza
e di periodo più lungo).
Infine le onde L (oscillazioni irregolari,dotate di ampiezza ancora più
elevata e di durata più lunga).
ONDE SISMICHE
Nell’ipocentro di un terremoto si generano due tipi di onde,che si propagano in
tutte le direzioni dello spazio e in modo del tutto indipendente.
ONDE P (onde primarie o
onde di compressione o onde
longitudinali): deformano i
materiali nel loro stesso senso
di propagazione,causando una
variazione di volume del
mezzo attraversato.
Le onde P si propagano nei
solidi,nei liquidi e nei gas ma
la loro velocità varia in base ai
materiali attraversati. (velocità
da 1,5 a 8 Km/s nella crosta
terrestre).
Possono subire brusche
deviazioni di direzione
ONDE L (onde
superficiali): si
propagano lungo la
superficie terrestre
muovendosi dal
punto di origine.
Sono più lente delle
onde P ed S
(velocità costante di
circa 3,5 Km/s)
ONDE S (onde secondarie o
onde di distorsione o onde
trasversali): scuotono i
materiali in senso trasversale
rispetto alla direzione di
propagazione e producono
una variazione di forma dei
materiali attraversati.
Le onde S non si propagano
mai nei fluidi.
La loro velocità cambia a
seconda delle caratteristiche
fisiche e della composizione
dei blocchi rocciosi
attraversati(inferiore a quella
delle onde P). Possono subire
brusche deviazioni di
direzione.
I MAREMOTI
I maremoti (o tsunami) sono onde improvvise,provocate da sismi con
ipocentro sul fondale marino.
Possono essere determinati anche da un’eruzione vulcanica.
Durante un maremoto si possono verificare due situazioni:
Le onde sprofondano per
depressione.
La scossa provoca
un’onda che si muove a
grande velocità
Le onde si sollevano
esplodendo.
COME SI RIVELA LA FORZA DI UN
TERREMOTO?
La forza di un terremoto può essere rilevata con due metodi diversi,che
consentono di costruire vere e proprie scale sismiche
SCALA delle
INTENSITA’(scala MCS–
Mercalli, Cancani,Sieberg)
La scala assegna ad ogni
sisma un valore
numerico(grado di
intensità),determinato in
base agli effetti delle
scosse sismiche sul
territorio e al grado di
distruzione che provocano
nelle regioni in cui il sisma
viene rivelato.
SCALA delle
MAGNITUDO(scala Richter)
Si stabilisce in base
all’ampiezza delle onde
sismiche registrate da un
sismografo.L’unità di misura
consiste in un sismogramma
di riferimento.Per effettuare
una misurazione corretta
bisogna anche tenere conto
della distanza dall’epicentro.
SCALA MCS
Scala Mercalli Modificata (1956)
Grado
Denominazione
della scossa
Caratteristiche ed effetti del terremoto.
I
Strumentale
Sisma non avvertito dalle persone; registrato solo dai sismografi.
II
Leggerissima
Percepito solo ai piani alti delle case o comunque in posizioni
favorevoli e da persone estremamente sensibili.
III
Leggera
Avvertito da più persone ma senza nessuna apprensione, oscillazione
di oggetti appesi (lampadario), vibrazioni di vetri.
IV
Mediocre
Oscillazioni e vibrazioni di automezzi, tremito di infissi, scricchiolio di
pareti e di strutture in legname, vibrazioni di vasellame, tintinnio di
vetri.
V
Forte
risveglio di persone addormentate, spavento, caduta di calcinacci,
Spostamento di leggeri oggetti instabili.
VI
Molto forte
rumori e boati, spavento e fuga all’aperto, possono cadere anche
oggetti pesanti, lesione leggere agli edifici.
VII
Fortissima
Sensibile anche nelle strade, panico, caduta di intonachi, camini e
tegole, suono di campane, intorbidimento di acque, frane di materiali
sciolti.
VIII
Rovinosa
Caduta di monumenti, torri, alberi e case mal costruite, apertura di
piccoli crepacci nel suolo, Variazione di temperatura e portata di pozzi
e sorgenti. Si sente anche alla guida di automezzi.
IX
Disastrosa
Panico, distruzione di edifici non particolarmente resistenti, rottura di
tubazioni sotterranee, ampi crepacci nel suolo. Espulsione di sabbie e
fango nelle aree alluvionali, formazione di crateri di sabbia.
X
Disastrosissima
Distruzione di buona parte degli edifici, danni a dighe, briglie ed
argini, grandi frane. Deviazione di fiumi e spostamento leggero di
rotaie.
XI
Catastrofica
Gran numero di vittime, rovina completa della maggior parte di edifici,
rottura di tubazioni. Interruzione di comunicazioni via cavo, rotaie
deviate.
XII
Molto
catastrofico
Distruzione pressocchè totale di ogni opera umana, grandi frane, lancio
in aria di oggetti, migliaia di vittime.
Vengono utilizzati quattro
generi di ‘indicatori’:lesioni
a costruzioni,danni a
persone o
animali,modifiche di
elementi dell’ambiente
naturale,effetti sugli
oggetti in uso.
L’intensità di un sisma
dipende dalla distanza
dall’epicentro.
Non misurandola con
strumenti,l’intensità non
dipende solo dall’energia
sprigionata dal sisma.
SCALA RICHTER(scala logaritmica)
La magnitudo di un
terremoto si ottiene
confrontando l’ampiezza
massima delle
oscillazioni di un
sismogramma di
riferimento.
Relazione:
Dove
A=ampiezza max delle
oscillazioni del
terremoto che si sta
osservando
A₀=ampiezza max delle
oscillazioni di un
terremoto di riferimento
Q=fattore di correzione
che tiene conto della
distanza dall’epicentro
della stazione di
rilevamento.
ONDE P (longitudinali)
ONDE S (trasversali)
ONDE L (superficiali)
Onde Love
Onde Reyleigh
COME SI TROVA L’EPICENTRO DI UN
TERREMOTO?
Per stabilire la posizione dell’epicentro di un terremoto ci si
avvale dei sismografi.
Per fare ciò si stabilisce il ‘tempo di origine’ del terremoto
(momento di rilascio dell’energia).
ll ritardo delle onde S rispetto alle onde P permette di definire la
distanza della stazione di rilevamento dall’epicentro.
Con dei diagrammi spazio-tempo nei quali sono riportate le
curve dei tempi di propagazione delle onde P ed S
(dromocrone)in funzione della distanza dall’epicentro e i
sismogrammi rilevati dalla stazione,è possibile risalire alla
distanza epicentro-stazione.
Prendendo in considerazione tre stazioni e tracciando le
circonferenze di raggi ottenuti tramite il diagramma,si risale
all’epicentro del terremoto che coinciderà con il punto di
coincidenza delle tre curve.
Per determinare esattamente la posizione dell’ipocentro si
devono prendere in considerazione un numero maggiore di
sismogrammi relativi allo stesso sisma.
CLASSIFICAZIONE dei TERREMOTI
in base alla profondità dell’ipocentro:
TERREMOTI
SUPERFICIALI
(ipocentro
compreso fra 0 e
70 Km di
profondità)
TERREMOTI
INTERMEDI
TERREMOTI
PROFONDI
(ipocentro
compreso fra 70
e 300 Km di
profondità)
(ipocentro supera
i 300 Km di
profondità –
registrati al
massimo
terremoti con
ipocentro non
inferiore ai 700
Km)
Terremoti e vibrazioni nel
sistema solare
I fenomeni sismici non sono un'esclusiva del nostro pianeta: le missioni spaziali hanno permesso di
installare sismografi anche sulla Luna e su Marte. Il Sole e altre stelle hanno mostrato vibrazioni in
superficie (chiamate impropriamente terremoti solari) che consentono agli astronomi di studiare la
struttura interna degli astri.
Tra gli apparati sperimentali lasciati dall'uomo sulla Luna vi sono anche cinque sismometri, che
hanno operato fino al 1977. Essi hanno registrato migliaia di terremoti (o lunamoti) ogni anno. In
generale si trattava di fenomeni di lieve entità, corrispondenti ai primi due gradi della scala Richter,
raramente si arrivava al quarto grado.
I terremoti lunari sono attribuibili o all'impatto di meteoriti sulla sua superficie, oppure a fenomeni
interni.
Vi è poi un particolare curioso: i terremoti lunari hanno una periodicità di circa 14 giorni, cioè metà
del mese lunare.
Lo studio dei fenomeni sismici su Marte non è stato altrettanto fortunato. Le storiche missioni Viking
degli anni '70 hanno portato due sismografi sul suolo marziano, ma solo uno risultò funzionante.
Questo strumento però non ha fornito indicazioni chiare
Lunamoto provocato dall’impatto del modulo lunare.