I SISMI Caratteristiche delle rocce Tipi di onda Sismica a riflessione

Comportamento plastico della roccia Applicazione di distensione o di compressione Distensione Compressione

Stato di riposo della roccia Roccia sottoposta ad azione compressiva Onde P , di compressione o longitudinali (si sviluppano nella direzione di propagazione)

Se la roccia subisce una deformazione nel senso delle frecce, si generano onde di taglio che deformano la roccia nel modo seguente: Onde S, di taglio o trasversali (si sviluppano perpendicolarmente alla direzione di propagazione)

Onde P (prime, si propagano nei solidi e nei liquidi) Onde S (seconde, si propagano solo nei solidi) Onde L (longae, superficiali)

le onde di Love (anche dette onde Q (Quer: in tedesco laterale, di traverso)) sono onde sismiche superficiali che causano uno spostamento orizzontale della terra durante un terremoto

Le Onde di Rayleigh sono un tipo onde elastiche superficiali che viaggiano nei solidi. Si generano per fenomeni di interferenza tra onde P e S. Al passaggio di un’onda R le particelle di terreno compiono orbite ellittiche retrograde su un piano verticale lungo la direzione di propagazione. Viaggiano solo alla superficie del mezzo.

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Esempio di sismogramma

Ampiezza e periodo di un sismogramma L’ampiezza si misura in mm (o in μm), mentre il periodo in minuti primi (o secondi)

Sismogrammi dello stesso evento ma percepiti da sismografi posti a diversa distanza S. registrato dalla stazione più lontana (l’intervallo di tempo tra P e S è il maggiore) S. registrato nella stazione intermedia S. della stazione più vicina (le ampiezze delle onde sono fuori scala)

COSTRUZIONE DELLA SCALA GRAFICA Quando si costruisce una scala quantitativa occorre decidere qual è lo 0 e quale il criterio di passaggio da un gradino all’altro della scala. Nella scala di magnitudo (Richter), il livello 0 è fissato, per quel dato terremoto che produce su un sismografo standard situato alla distanza di 100 km dall’epicentro, un sismogramma con un’ampiezza max. uguale a 0,001mm. L’unità è scelta in modo che si sale di un grado nella magnitudo tutte le volte che l’ampiezza max. registrata cresce 10 volte.

SCALA GRAFICA DI MAGNITUDO

DISTANZA EPICENTRALE

La distanza epicentrale, che separa il sismografo dalla sorgente delle onde ed è misurata non in linea retta ma sulla superficie curva del globo, può essere ricavata semplicemente dalla differenza, rilevata sul sismogramma, tra il tempo di arrivo di due diverse fasi, solitamente la P e la S.

Tale differenza, infatti, diventa sempre più grande man mano che aumenta la distanza epicentro-sorgente. Così, se il terremoto è avvenuto a distanze locali, allora, nella misura in cui la profondità del suo fuoco è trascurabile rispetto alla distanza dell’epicentro, una formula utilizzabile per ricavare quest’ultima è: D (in km) = (TS -TP) x 8, dove la quantità TS -TP, detta anche “intervallo S-P”, è la differenza, in secondi, tra l’istante di arrivo della fase S e quello della fase P.

Se però il terremoto si è verificato, diciamo, a più di 200-250 km dall’osservatore (corrispondenti a un angolo di circa 2° misurato dal centro della Terra, essendo 1° = 40030/360 = 111,194... km), per determinare la distanza epicentrale si deve ricorrere al cosiddetto “diagramma dei tempi di tragitto”.

Le informazioni che a questo punto sono in nostro possesso indicano che l’epicentro si trova su una circonferenza centrata sulla nostra stazione osservativa e di raggio pari alla distanza epicentrale: all’apparenza, quindi, esse non paiono sufficienti per poter determinare, sia pure in modo approssimato, le coordinate geografiche del terremoto rivelato dal sismografo.

Per una più precisa individuazione dell’epicentro, occorre che i dati sulla distanza epicentrale siano rilevati da almeno tre diverse stazioni dotate di un sismografo che registri le oscillazioni lungo una qualsiasi delle tre componenti del moto: in tal caso, la posizione dell’epicentro è ottenuta graficamente o analiticamente con il metodo della triangolazione, e coincide con il punto in cui, con buona approssimazione, si incrociano fra loro le circonferenze centrate attorno alle tre stazioni di rilevamento.

Per determinare l'epicentro si sfrutta la differenza di velocità tra le onde P e le onde S. Infatti, quanto più è elevato l'intervallo di tempo fra l'arrivo dei due tipi di onde, tanto più è distante l'epicentro del terremoto. In pratica, la distanza si stabilisce utilizzando un grafico su cui sono riportati in ordinata i tempi e in ascissa le distanze; sul grafico sono tracciate due curve, dette dromòcrone, indicanti i tempi di propagazione in funzione della distanza. Sovrapponendo a questo grafico il sismogramma, si determina l'intervallo di tempo tra l'arrivo delle due onde, al quale corrisponde in ascissa la distanza del sisma dall'epicentro.

Rimane ora da stabilire la posizione Rimane ora da stabilire la posizione. Per fare questo occorre prima conoscere la distanza da almeno tre stazioni di rilevamento sismico. Si tracciano poi, a partire dalle tre stazioni, tre circonferenze con il raggio corrispondente alla distanza stabilita: il punto d'intersezione indica l'epicentro.

LA SISMICA A RIFLESSIONE La metodologia geofisica denominata "sismica a riflessione", se vi sono le corrette condizioni di applicabilità, consente la miglior descrizione delle caratteristiche dei terreni e delle loro geometrie, nonché la possibilità di esplorare a notevoli profondità utilizzando sorgenti energizzanti di potenza limitata.

Stendimento a riflessione e percorso delle onde sismiche La sismica a riflessione registra e studia le onde tornate in superficie dopo aver subito una riflessione su una superficie di discontinuità quale, ad esempio, una superficie di separazione tra due mezzi diversi a contatto

Classificazione sismica del territorio italiano 3a Cat. 2a Cat. 1a Cat.