ONDE SISMICHE Gruppo: Lorenzo Pesce, Umberto Galliano

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. MACROSISMI (scosse di grande intensità) MICROSISMI (avvertiti solo a livello strumentale e sono comunissimi)

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.

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. 5

LE SCOSSE SCOSSE di ASSESTAMENTO SCOSSA PRINCIPALE SCOSSE PREMONITRICI (repliche della scossa principale di intensità via via decrescente – non sono mai molto intense) SCOSSA PRINCIPALE (forte scossa nella quale viene scaricata l’energia accumulata – non è sempre sufficiente per ristabilire una situazione di equilibrio) SCOSSE PREMONITRICI (complesso di scosse che possono precedere la scossa principale – di debole intensità)

THE SEISMOGRAPHS How does a seismograph works? An inert mass is suspended with a spring or a pendulum to a support on the ground. The mass has a writing tip that leaves a trace on a cylinder of paper attached to the ground that rotates continuosly. The track which registers seismics waves recorded by a seismograph is called a seismogram.

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.

Onde longitudinali o primarie (P) Sono le onde più veloci, quelle che raggiungono per prime un punto della supSono le onde più veloci, quelle che raggiungono per prime un punto della superficie terrestre La velocità VP in roccia compatta è dell'ordine di 5-6 km/s Le particelle del terreno si spostano nella stessa direzione di propagazione del fronte d'onda Queste onde producono variazioni di volume e si trasmettono sia nei mezzi solidi sia nei mezzi liquidi Sono le onde più veloci, quelle che raggiungono per prime un punto della superficie terrestre La velocità VP in roccia compatta è dell'ordine di 5-6 km/s Le particelle del terreno si spostano nella stessa direzione di propagazione del fronte d'onda Queste onde producono variazioni di volume e si trasmettono sia nei mezzi solidi sia nei mezzi liquidi

Onde trasversali o secondarie (S) Hanno velocità minore delle onde P; VS per roccia compatta è dell'ordine di 3-3,5 km/s. Le particelle del terreno si spostano lungo una direzione perpendicolare a quella del fronte d'onda. Queste onde modificano la forma del mezzo in cui si trasmettono (sono dette anche onde di taglio), hanno ampiezze maggiori delle onde primarie e si estinguono a contatto con un mezzo liquido no

Onde di Love (L) Le particelle si muovono perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell'onda; queste onde, con movimento tipo onde di taglio, nascono sulla superficie di separazione degli strati con proprietà elastiche diverse e si propagano circa con la stessa velocità delle onde R.

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 MSC– 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 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.

A seguito di rilevazioni speditive dei danni subiti dagli edifici, viene costruita una mappa degli effetti del terremoto in genere tracciando delle curve dette isosisme attorno all'epicentro. Le isosisme delimitano zone entro le quali il terremoto ha provocato effetti comparabili. Il grado dell'isosisma epicentrale rappresenta l'intensità attribuita al sisma. L'isosisma di grado VI MCS identifica la soglia del danneggiamento agli edifici.

Magnitudo Per caratterizzare l'energia meccanica globale messa in gioco da un terremoto è stata proposta, nel 1935 da Richter, la grandezza magnitudo, M. Il procedimento di misura è stato suggerito dalla seguente osservazione: in occasione di un terremoto, viene dapprima localizzata la posizione dell'epicentro, con una opportuna elaborazione dei valori delle ampiezze A di oscillazione registrate in diverse stazioni di rilevamento. viene poi costruito un diagramma riportando in ordinate il valore log10A ed in ascisse la distanza D dalla stazione

Magnitudo Dall'elaborazione di molti dati relativi a terremoti californiani, Richter aveva dedotto che le curve così costruite relative a terremoti diversi sono sensibilmente parallele. Pertanto per due diversi terremoti la differenza log10A1 – log10A2 può essere considerata indipendente dalla distanza della stazione di rilevamento dall'epicentro. E' stato quindi proposto di fissare un terremoto la cui curva log10A0=f(D) serva da riferimento. La grandezza M=log10A-log10A0 risulta indipendente dalla posizione della stazione e rappresenta la Magnitudo del terremoto.

Magnitudo La massima magnitudo attribuita ad un sisma nel secolo scorso è 8.6 (terremoto di Alaska, 1964) La magnitudo è correlata con l'energia meccanica E rilasciata alla sorgente; la correlazione più accreditata è (E in erg) Si nota che un aumento di una unità nella scala Richter è equivalente ad un aumento secondo un fattore 32 nelle energie.

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.