TERREMOTO

Cos’è un terremoto Un terremoto o sisma è un movimento a carattere vibratorio smorzato di una porzione più o meno grande di superficie terrestre, provocato da onde elastiche originatesi in un punto più o meno profondo della crosta terrestre (ipocentro o fuoco) per una improvvisa dislocazione di masse. Si verifica quando nell’interno della Terra si liberano improvvisamente energie di tensione accumulatesi nel tempo nella litosfera o nel mantello.Ciascun movimento si chiama scossa sismica. Le onde sismiche possono essere longitudinali, trasversali, superficiali. Le prime ad arrivare sono le onde più veloci, longitudinali ( onde prime ) che producono sollecitazioni alternate di compressione e dilatazione, con conseguenti vibrazioni dirette secondo la direzione di propagazione delle onde, sono le scosse ondulatorie. Si sviluppano, inoltre, onde trasversali, ( onde seconde ), che determinano vibrazioni in direzione perpendicolare alla direzione di propagazione delle onde, le scosse sussultorie. Successivamente arrivano le onde superficiali che hanno carattere complesso. Per ogni scossa i dati caratteristici sono: l’istante di inizio, le coordinate dell’ipocentro, l’energia sviluppata ( di cui è misura la magnitudo. Lo studio quantitativo dei terremoti è iniziato in epoca relativamente recente, con l’introduzione di strumenti atti a registrare le onde elastiche da essi generate. Sono della fine del secolo scorso i primi rudimentali sismografi, ideati da J. Milne e A. Cancani. Da allora la sismologia si è sviluppata parallelamente ai progressi della tecnica: si sono visti così adoperare sismografi meccanici più moderni, sismografi elettromagnetici, sismografi ad amplificazione elettronica e finalmente sismografi a registrazione digitale. All’inizio di questo secolo quando già si disponeva di una rete mondiale di stazioni sismografiche si potè riconoscere la distribuzione globale della sismicità sulla superficie terrestre. L’attività sismica è associata principalmente ai movimenti relativi alle placche litosferiche. I terremoti avvengono fino ad una profondità di circa 700 Km. I terremoti vengono suddivisi in superficiali, intermedi, profondi se la loro profondità è rispettivamente inferiore a 70 km, compresa tra 70 e 300 Km, superiore a 300Km. I terremoti intermedi si possono trovare dove due placche continentali collidono.

Onde sismiche   La sismologia è la branca della geofisica che si occupa dei processi di generazione e di propagazione delle onde elastiche nell’interno della terra e sulla sua superficie, che provocano i terremoti. La linea ideale di avanzamento del fronte d’onda, la cui tangente è perpendicolare al fronte d’onda stesso in ciascuno dei suoi punti è chiamata raggio sismico. Sono dette onde di volume quelle che si propagano nell’interno della terra, mentre sono onde superficiali quelle che si propagano in strati terrestri la cui profondità non sia grande rispetto alla lunghezza d’onda. I raggi sismici che incidono fra due mezzi di caratteristiche elastiche diverse, possono riflettersi e rifrangersi. La propagazione delle onde fino a 1000km dall’ipocentro coinvolge principalmente le onde P e S, la cui frequenza dominante si trova nella banda compresa tra 1 e 10 Hz. Le lunghezze d’onda corrispondenti sono minori di 5 km. Le velocità delle onde variano da strato a strato ed aumentano in genere con la profondità. I raggi sismici sono allora curvi, con la concavità verso l’alto.Sono onde superficiali le onde di Rayleigh che hanno moto ellittico retrogrado delle particelle su un piano verticale contenente la direzione di propagazione dell’onda e le onde di Love in cui le particelle si muovono in un piano orizzontale , perpendicolare alla direzione di propagazione dell’onda.La banda di frequenze di tali onde è compreso tra 10-1 Hz e 10-2 Hz, ma più comunemente è osservata una banda stretta attorno a 0.05 Hz. . Le onde superficiali viaggiano a velocità comprese tra 3 e 4 Km/s.

MAGNITUDO E SCALE DI INTENSITA’ La definizione di magnitudo dovuta a Richter si basa sullo spostamento misurato da un sismometro campione di tipo Wood-Anderson. Tale strumento e' costituito da un pendolo orizzontale a torsione con periodo proprio T=0.8 secondi, amplificazione V=2800 volte e uno smorzamento h = 0.8 posto alla distanza di 100 Km dall'epicentro. Questa magnitudo, indicata come magnitudo locale e rappresentata dalla sigla Ml, e' definita come: Ml = log (A) con A=spostamento massimo in micron Esiste anche una relazione che permette di calcolare la magnitudo Ml anche per altre distanze, purche' entro 600 km dall'epicentro, in base allo spostamento reale al suolo: Ml = log(a) + 3 * Log(D) - 2.92 con a = spostamento reale al suolo in micron e D = distanza in km Per oviare a difficolta' nell'applicazione della precedente relazione per eventi con distanza maggiori di 600 km si utilizzano altre scale di magnitudo indicate dalle sigle Ms e Mb. Un metodo oggi molto usato per la stima della magnitudo e' tramite la misurazione della durata della registrazione. Questa stima deve essere calibrata empiricamente stazione per stazione sulla base di un numero sufficiente di terremoti di cui sia nota la magnitudo attraverso uno dei metodi standard. Questa magnitudo e' indicata come Md. La magnitudo e l'intensita' esprimo entrambi una indicazione della forza del terremoto, la prima piu' legata alla misura dell'energia rilasciata , mentre la seconda legata ai danni conseguenti. La magnitudo e' una grandezza che puo' assumere qualsiasi valore maggiore di 0.0 ed ha un andamento logaritmico. Non esiste un limite superiore, ma per dare un'idea della grandezza la scossa principale del terremoto dell'Irpinia ha avuto una magnitudo Ml pari a 6.9. L'intensita' generalmente espressa con numeri romani puo' assumere solo valori interi compresi tra "I" e "XII". Questi valori sono indicati come gradi. La corrispondenza tra grado e danno subito e' stabilita da una tabella, la cosi' detta scala. Al giorno d'oggi, in Italia, l'intensita' e' solitamente espressa nella scala Mercalli – Cancani –Sieberg (M.C.S) del 1930.

Catania: ecco la sentinella dei terremoti mini-sottomarino tra Sicilia e Africa (articolo del quotidiano Repubblica novembre 2002) Una sentinella di guardia ventiquattr’ore su ventiquattro per365 giorni all’anno, in fondo al mare. Una spia sempre in azione, in grado di controllare e registrare movimenti impercettibili ma significativi di un “sorvegliato speciale”. Non è un caso, infatti, che Submarine Network 1, la piattaforma intelligente sottomarina, primo esemplare in Italia di un’ambizione rete di monitoraggio multidisciplinare, sia stata deposta proprio in corrispondenza della faglia Ibleo-Maltese, la struttura sismogenetica responsabile dei più disastrosi terremoti della Sicilia orientale, tra cui quello che nel 1963 distrusse completamente Catania. Lì, a 2105 metri di profondità nello Ionio, a 25 chilometri a largo di Catania, il sottomarino intelligente sta già raccogliendo e registrando su hard disk dati sismici e vulcanologi che serviranno ad integrare quelli raccolti quotidianamente dalla rete di superficie che sorveglia la parte orientale dell’isola, ad alto rischio sismico, e l’Etna. Terremoti, microscosse, umori e tremori del vulcano, ma anche la temperatura del mare e altre rilevazioni ambientali.

magnitudo Richter energia joule grado Mercalli   < 3.5 < 1.6 E+7 I 3.5 1.6 E+7 II 4.2 7.5 E+8 III 4.5 4 E+9 IV 4.8 2.1 E+10 V 5.4 5.7 E+11 VI 6.1 2.8 E+13 VII 6.5 2.5 E+14 VIII 6.9 2.3 E+15 IX 7.3 2.1 E+16 X 8.1 > 1.7 E+18 XI > 8.1 . XII Scala RICHTER Tale scala non ha divisioni in gradi, limiti inferiori, (se non strumentali) e superiori. La valutazione dell'energia liberata da un sisma è associata all’indice, detto magnitudo, che si ottiene rapportando il logaritmo decimale dell'ampiezza massima di una scossa e il logaritmo di una scossa campione. Lo zero della scala equivale ad una energia liberata pari a 105 Joule. Il massimo valore registrato, è stato di magnitudo 8.6 equivalente all'energia di 1018 J.

SISMOGRAFI E SISMOGRAMMI I sismografi sono apparecchi per rivelare e registrare i movimenti del suolo. Sono costituiti da uno speciale pendolo (verticale per i movimenti orizzontali e orizzontale per i movimenti verticali), da un trasduttore delle oscillazioni del pendolo in segnali meccanici o elettrici e da un registratore di tali segnali. I più diffusi sono i sismografi elettrici in cui la massa pendolare agisce su un trasduttore ad uscita elettrica e forma così un sensore sismico.Il segnale d’uscita è registrato localmente o inviato attraverso una linea telefonica o un radiocollegamento , ad un centro di elaborazione, come avviene nelle reti sismiche di zona , regionali o nazionali. I sismogrammi sono le registrazioni grafiche, fotografiche o magnetiche di un terremoto, ottenute da un sismografo. Un sismogramma sintetico è ottenuto effettuando, con un calcolatore elettronico, la sintesi di registrazioni fornite da più sismometri ( sensori sismici) Un sismogramma è un diagramma temporale in cui si legge come funzione del tempo in valore risultante dalla convoluzione fra lo spostamento del suolo e la funzione di risposta dell’apparecchio. Da tale registrazione si ricavano i parametri che consentono di ottenere informazioni sulle onde sismiche rilevate dalla stazione sismica. Nei treni d’onde elastiche provenienti dalle sorgenti sismiche si individuano le fasi (gruppi di onde caratterizzate dalla stessa natura fisica e dallo stesso percorso), l’istante di arrivo, l’ampiezza massima dello spostamento del terreno, il periodo di oscillazione di ampiezza massima. I dati riguardanti l’ampiezza massimale fasi sismiche danno informazioni sull’energia elastica che ha raggiunto la stazione sismica registratrice .