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Terremoti 31 LICEO SCIENTIFICO STATALE LEONARDO da VINCI di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi TERREMOTI 3.

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1 Terremoti 31 LICEO SCIENTIFICO STATALE LEONARDO da VINCI di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi TERREMOTI 3

2 Terremoti 32 Sismografo: strumento capace di registrare il moto del suolo su di un grafico detto sismogramma Sismometro: sismografo, di caratteristiche strumentali note, col quale è possibile misurare i connotati di un terremoto Ogni sismometro è formato da un rullo di carta, solidale col suolo, e da un pennino fermo per inerzia Sismometro orizzontale Sismometro verticale In ogni stazione sismica ci sono almeno tre sismometri, 2 orizzontali ed 1 verticale, per misurare il moto del suolo nelle tre direzioni dello spazio

3 Terremoti 33 Sismogramma: grafico che registra il moto del suolo durante il terremoto Dal ritardo tra i tempi di arrivo delle onde S rispetto alle onde P si ricava la distanza epicentrale Rumore di fondo non legato al terremoto Dal ritardo tra i tempi di arrivo del tuono rispetto al lampo si ricava la distanza a cui è caduto il fulmine

4 Terremoti 34 Localizzazione dellepicentro: si ottiene tramite la distanza epicentrale di almeno tre stazioni sismiche Profondità dellipocentro: si ottiene in modo analogo, anche se più complesso, dai dati di almeno dieci stazioni sismiche

5 Terremoti 35 gradoDescrizione I°Sisma solo strumentale, non percepito dalle persone I I°Percepito solo da alcuni ai piani alti degli edifici I I I°Percepito da più persone, oscillazione di oggetti appesi, vibrazioni IV°Oscillazioni e vibrazioni anche di automezzi, tintinnio di vetri, vibrazione di vasellame, scricchiolio di pareti V°Scossa che sveglia chi dorme, cadono calcinacci VI°Le persone fuggono allaperto, caduta di oggetti pesanti, qualche lesione agli edifici VII°Panico, cadono intonaci, camini e tegole, rottura di vetri, piccoli danni ai muri, piccole frane, onde negli specchi dacqua, suono di campane VIII°Percepito anche guidando automezzi, danni alle murature, ma non al cemento armato, cadono torri, si aprono fenditure nel suolo IX°Distrugge edifici non resistenti, rompe tubature sotterranee, crepacci nel suolo X°Distrugge gran parte degli edifici, danni a dighe ed argini, deviazione di fiumi e rotaie, grandi frane XI°Rovina completa degli edifici, rompe ogni tubazione, interrompe le comunicazioni, provoca un gran numero di vittime XII°Distrugge ogni opera umana, sposta grandi masse di terreno, lancia in aria oggetti, provoca grandi frane, può causare migliaia di vittime LE DIMENSIONI DEL TERREMOTO Intensità: è una misura dei danni prodotti dal terremoto Grandezza introdotta da G. Mercalli nel 1902, si misura con la scala Mercalli modificata

6 Terremoti 36 Lintensità da solo una valutazione qualitativa della grandezza del sisma ed è inapplicabile nelle aree disabitate Dipende molto da: Distanza epicentrale Geologia locale Tipologia dei manufatti Tipo di osservatore Unendo i punti ove è stata registrata la stessa intensità si possono tracciare linee dette isosisme Terremoto dellIrpinia 1980 Lintensità è utile nello studio della sismicità storica

7 Terremoti 37 Magnitudo locale (M L ): grandezza fisica misurata oggettivamente dallampiezza massima delle onde superficiali (L) registrata sul sismogramma Introdotta da C. Richter nel 1934; si misura con la scala Richter formata da 9 gradi Lampiezza massima delle onde L dipende però da tre fattori: distanza epicentrale, al cui aumentare lenergia si dissipa sempre più; sensibilità e taratura del sismometro geologia locale (natura e spessori delle rocce circostanti, presenza di faglie, discontinuità ecc) E indipendente dagli effetti e consente di paragonare tra loro sismi avvenuti in tempi e luoghi differenti.

8 Terremoti 38 Lampiezza massima (A), registrata sul sismogramma, viene allora confrontata con lampiezza massima (A 0 ) di un terremoto, con stessa distanza epicentrale, che viene preso come riferimento (terremoto standard) Come terremoto standard è stato scelto un sisma che, con 100 km di distanza epicentrale, produce, su un particolare sismometro, una ampiezza massima di 0,001 mm In ogni stazione sismica si calcola quindi, in modo empirico, quale sarebbe lampiezza massima del terremoto standard, misurato con lo strumento realmente presente, in funzione della distanza epicentrale; tali dati sono poi raccolti in un catalogo In questo modo si considera dunque la geologia locale, che si valuta empiricamente per ogni stazione, la natura dello strumento di misura utilizzato e la distanza epicentrale Per svincolare la magnitudo da queste dipendenze è necessario operare delle correzioni, stabilendo una sorta di unità di misura

9 Terremoti 39 Quando in una stazione sismica si registra un terremoto di cui si vuole calcolare la magnitudo si eseguono le seguenti operazioni: Si misura lampiezza massima (A) delle sue onde superficiali Si calcola la distanza epicentrale Si ricerca sul catalogo della stazione lampiezza massima (A 0 ) che avrebbe nella stazione stessa il terremoto standard di pari distanza epicentrale Si mette in rapporto A ed A 0 Il range di variazione dellampiezza massima è però enorme: quella di un forte sisma può essere milioni di volte maggiore di quella di uno debole Per evitare valori troppo grandi di magnitudo si ricorre allora al logaritmo in base 10 del rapporto tra lampiezza massima del sisma (A) e lampiezza massima (A 0 ) che verrebbe prodotta dal terremoto standard alla stessa distanza epicentrale

10 Terremoti 310 Il terremoto standard ha M L =0 Il terremoto di M L =1 ha ampiezza massima 10 volte superiore a quello di M L =0 Non esiste un limite teorico alla magnitudo locale ma, in pratica, finora il massimo valore registrato è stato di poco inferiore a 9 Esistono anche altri modi per misurare la magnitudo, tra cui la Magnitudo momento (M w ), introdotta recentemente, che considera la resistenza della roccia, larea della faglia e lentità del movimento avvenuto lungo di essa Per ogni incremento di un punto di magnitudo locale lampiezza massima aumenta di 10 volte M w fornisce informazioni più accurate rispetto a M L ed assume valori leggermente diversi da questa. Il terremoto asiatico del 26/12/04 (quello dello tsunami) ha ad esempio raggiunto M w = 9

11 Terremoti 311 Esistono correlazioni empiriche tra magnitudo locale, intensità ed energia liberata da un terremoto Per ogni incremento di una unità di M L lenergia liberata aumenta di circa 30 volte M L = 4,5 bomba di Hiroshima M L = 5 grossa bomba atomica M L = 6 piccola bomba H M L = 7 grossa bomba H Durata del terremoto La durata del sisma (alcuni secondi) aumenta con la magnitudo

12 Terremoti 312 LA LOCALIZZAZIONE DEI TERREMOTI Gli epicentri sono concentrati in 3 aree sismiche strette ed allungate La distribuzione geografica dei sismi non è ne omogenea, ne casuale Dorsali medioceaniche Cintura di fuoco del pacifico Sistema Alpi-Himalaya Le aree interne ai continenti ed i grandi fondali oceanici sono invece aree asismiche

13 Terremoti 313 In base alla profondità dellipocentro i terremoti si dividono in: superficiali 0 – 70 km; intermedi 70 – 300km; profondi 300 – 700 km Allaumentare della profondità lenergia investe settori di crosta maggiori Per sismi di pari magnitudo, al crescere della profondità epicentrale vengono interessate aree più vaste, ma con intensità minore La frequenza dei terremoti di data profondità varia da zona a zona; terremoti intermedi e profondi sono caratteristici delle zone di subduzione

14 Terremoti 314 RISCHIO SISMICO I danni maggiori sono associati ai crolli ed alle lesioni dei manufatti (edifici, infrastrutture, siti industriali ecc.)

15 Terremoti 315 Altri effetti sismici molto pericolosi: incendi frane Se lepicentro è in mare si possono avere maremoti (tsunami) Le onde dello tsunami sono lunghe e basse in mare profondo; sotto costa invece si accorciano e si innalzano Nei paesi più poveri non vanno infine sottovalutate neppure le carestie e le epidemie che possono seguire il sisma

16 Terremoti 316 La previsione corretta di un terremoto è la chiara determinazione a priori del tempo, del luogo e della grandezza di un futuro sisma. Sulla base dellincertezza temporale si distinguono tre tipi di previsione : Lungo termine: previsione con incertezza temporale dellordine degli anni o delle decine di anni. Permette di pianificare interventi di consolidamento degli edifici o di spostare la popolazione in aree più sicure. Medio termine: previsione con incertezza dellordine delle settimane o dei mesi. Può servire per preparare allevento la popolazione, stabilendo piani di evacuazione o di comportamento. Breve termine: previsione con incertezza dellordine dei giorni o delle ore. Può servire per evacuare la popolazione, ma non aiuta a diminuire il danno economico. Brevissimo termine (pochi secondi): operativa in Giappone, serve a bloccare impianti pericolosi (elettrodotti, gasdotti, ferrovie ecc) sfruttando il ritardo tra onde spaziali e superficiali.

17 Terremoti 317 La previsione di lungo termine si basa sul ciclo sismico, assumendo che i terremoti avvengano su una faglia già attiva, quando lo sforzo supera il limite di rottura. La previsione di medio e breve termine si basa sullo studio dei fenomeni premonitori. Ad es. variazione della concentrazione di Radon, della temperatura e del livello delle acque sotterrane; variazione della micro-sismicità in una regione, emissione onde elettromagnetiche, strani comportamenti degli animali. La previsione più praticabile (in base al rapporto tra costi e benefici) è quella di lungo termine, cui deve seguire: Studio del territorio finalizzato alla conoscenza dei rischi derivanti dal sisma (scuotimento del suolo, frane, rischi industriali ecc.) Realizzazione di nuovi manufatti (o ladeguamento di quelli esistenti) alle norme antisismiche; Educazione della popolazione e redazione di piani di protezione civile:

18 Terremoti 318 Sismicità italiana: solo la Sardegna, la Puglia meridionale ed una parte dellItalia settentrionale sono zone asismiche Laree più pericolose sono Friuli e dorsale appenninica centro meridionale

19 Terremoti 319 Forti terremoti italiani nel 900 (in rosso quelli toscani) DataIntensitàmagnitudoLocalitànote 08/09/05X6,8Calabria557 morti, sfollati 28/12/08XI7,1Stretto di Messina morti 15/01/15XI6,9Avezzano morti 16/04/17IX-X6,0Val Tiberina20 morti 29/06/19IX6,0Mugello100 morti, 500 feriti 07/09/20X6,4Garfagnana171 morti, 650 feriti 23/07/30X6,7Irpinia1400 morti, sfollati 21/08/62IX6,2Irpinia17 morti 15/01/68X6,4Belice (Sicilia)231 morti, 623 feriti 06/05/76X6,6Friuli965 morti, 2900 feriti 19/09/79VIII-IX5,9Valnerina (Umbria)5 morti 23/11/80X6,8Irpinia – Basilicata3000 morti, feriti 07/05/84VIII5,9Valcomino (Lazio)61 feriti, 7800 sfollati 13/12/90VII5,5Carlentini (Sicilia)12 morti, 300 feriti 26/09/97VIII – IX5,8Umbria – Marche12 morti, 133 feriti

20 Terremoti 320 Sismicità toscana: le aree a più alto rischio sismico sono le valli interne dellAppennino Garfagnana Mugello Lunigiana Casentino Val Tiberina A cui si aggiunge il Monte Amiata


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