Bassi, Baritoni, Tenori, Contralti, Soprani Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia IL CORO DELLA TERRA Bassi, Baritoni, Tenori, Contralti, Soprani Paolo Casale Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

-crea vibrazioni tramite i suoi fenomeni naturali. Oppure Eppur si muove! MA ANCHE AL SUO INTERNO !! La Terra: -crea vibrazioni tramite i suoi fenomeni naturali. Oppure -fa` da mezzo di propagazione alle vibrazioni create dall’uomo

Alta o bassa frequenza e’ un concetto relativo Udibile Ultrasuoni Infrasuoni (Esempio: Terremoto) 2 Hz 0,0001 Hz 20 Hz 300 Hz 3.000 Hz 20.000 Hz basse frequenze ”Terrestri” basse frequenze udibili alte frequenze ”Terrestri” Alte frequenze udibili

SOPRANI I soprani sono gli elementi del coro che cantano le note piu’ acute o piu’ alte, cioe’ con la piu’ alta frequenza

Cosa accomuna le onde ad alta frequenza ? ESEMPI DI “SOPRANI” Cosa accomuna le onde ad alta frequenza ?

SOPRANI Quindi si attenuano a breve distanza Le onde ad alta frequenza hanno un effetto a corto raggio Quindi si attenuano a breve distanza ossia NON arrivano lontano All’aperto, se da molto lontano ci avviciniamo ad un concerto cosa udiamo di piu’ ?

CONTRALTI I contralti della Terra creano vibrazioni intorno ad un DECIMO di Hz. E cosa vuol dire “Un decimo di Hz” ? Cosa succede sul fondo del mare ? Facciamo un esempio pratico! Pmax. Pmin. Fondale marino (solido) Quando passa l’onda, varia la pressione sul fondale. La variazione di pressione crea un’onda sotto il fondo marino, cioe’ nella crosta terrestre oceanica. Quest’ onda si propaga nella crosta …

Che periodo hanno le onde del mare? 10-15 sec. Ecco una conferma che Periodo e Frequenza sono uno l’inverso dell’altra Inserisci il VERO rumore marino !!!!

TENORI Generano frequenze dell’ordine di UN CENTESIMO di Hz Quanto impiegano queste onde per fare un’oscillazione completa ? BASSA Pressione ALTA Pressione Cosa vibra cosi lentamente ? La colonna d’aria “preme” sulla superficie terrestre come la colonna d’acqua preme sul fondo marino. Anche qui si crea un’onda terrestre quando varia localmente e periodicamente la pressione atmosferica.

BARITONI Creano vibrazioni lentissime di UN MILLESIMO di Hz ed oltre Quanto impiega l’onda per fare un’oscillazione completa ? (oramai gia’ lo sapete ! ) 1000 sec. = oltre 16 minuti. Cosa succede in occasione di forti terremoti ? (M>8, es. Sumatra, Cile) Ecco le Oscillazioni LIBERE della Terra ! http://icb.u-bourgogne.fr/nano/MANAPI/saviot/terre/index.en.html Da cosa dipende la nota (ossia la frequenza) con cui suona la campana? Xilofono e corda della chitarra: note piu’ acute ma NON piu’ basse ABBIAMO CONCLUSO ? far vedere le registrazioni ! ( oS2 ?)!!! dei modi normali - http://images.google.it/imgres?imgurl=http://icb.u-bourgogne.fr/nano/MANAPI/saviot/terre/repos.png&imgrefurl=http://icb.u-bourgogne.fr/nano/MANAPI/saviot/terre/ index.en.html&usg=__4_awKUiR88I54RP8LpMzvqDfgtg=&h=480&w=640&sz=160&hl=it&start=8&itbs=1&tbnid=Q0Toyp5pX2JrhM:&tbnh=103&tbnw=137&prev= /images%3Fq%3Dfree%2Boscillation%2B%2522spheroidal%2522%26hl%3Dit%26sa%3DG%26as_st%3Dy%26tbs%3Disch:1

BASSI Oscillazioni Ultra lente ! La frequenza varia da 0.0001 Hz (circa 3 ore) fino ad 1 milionesimo di Hz - quasi 2 settimane ! Cosa crea “vibrazioni” piu’ lente delle oscillazioni libere della Terra? Azione Sole e Luna -> Marea + Marea Solida (Deformazioni periodiche). Se invece consideriamo la Terra perfettamente rigida essa subisce comunque le onde gravitazionali generate dal moto relativo del sole e della luna

BASSI . ONDE di MAREA SOLIDA REGISTRATE dal SISMOMETRO dell’OSSERVATORIO di ZIMMERWALD (SVIZZERA)

ABBIAMO COMPLETATO IL CORO ! -Vari fenomeni naturali : Ognuno ha le sue frequenze caratteristiche  Tutte onde a bassa frequenza che noi non possiamo udire -Ma abbiamo i sismografi… Il sismografo e’ il nostro orecchio artificiale ! presentazione di TUTTI i colleghi

Concludiamo con un breve filmato di Disney. Molti di noi lo avranno gia’ visto ma ora siamo in grado di vederlo sotto un’altra luce

SOPRANI ad alta frequenza o fa` da mezzo di propagazione La Terra, con i suoi fenomeni naturali crea vibrazioni ad alta frequenza o fa` da mezzo di propagazione alle vibrazioni create dall’uomo

Qual’e l’intervallo di frequenza che gli umani possono udire ? Alta o bassa frequenza e’ un concetto relativo Infrasuoni Udibile Ultrasuoni Alta o bassa frequenza e’ un concetto relativo Per l’orecchio umano, le alte frequenze si trovano oltre 2000 hz, mentre fino a 300 hz si parla di basse frequenze (eventualemte far eseguire una nota acuta da un soprano) 2 Hz 0,0001 Hz 20 Hz 300 Hz 2.000 Hz 20.000 Hz Invece per la Terra, immaginiamo di dividere tutto per 1000. Le alte frequenze della Terra sono quelle oltre 2 Hz basse frequenze ”Terrestri” basse frequenze udibili alte frequenze ”Terrestri” Alte frequenze udibili Terremoti (es.onda sismica P) infrasuoni Qual’e l’intervallo di frequenza che gli umani possono udire ?

DIAPO DI SERVIZIO (NON SI MOSTRA): ESEMPI DI SOPRANI (sfondo viola) Nella diapo di GALILEI dire: La rivoluzione scientifica e’ cominciata quando si e’ osservato che la terra non e’ fissa ma si muove . Oggi possiamo dire anche qualcosa in piu’ rispetto al movimento della terra DIAPO DI SERVIZIO (NON SI MOSTRA): ESEMPI DI SOPRANI (sfondo viola) -Far vedere foto e/o animazioni sonore relative agli esempi: Vibrazioni Naturali: vento, pioggia e maltempo, fiumi (anche mezzo soprani) , lava dei vulcani (I vulcani sono soprani, mezzi soprani e anche contralti) Vibrazioni create dall’uomo: - Vibrazioni provocate dai trasformatori delle centrali elettriche (50 hz) Segherie o altre attivita’ industriali Pompe e turbine Passaggio di treni, metropolitane, tram Traffico automobilistico (vedi caso del Colosseo anni ’60) (Cosa le accomuna? Prossima diapo: Hanno un effetto LOCALE, cioe’ si attenuano rapidamente con la distanza (non si trasmettono a grandi distanze) Far vedere magari qualche registrazione di “rumore sismico” ma e’ meglio dopo (microsismi marini)

DIAPO DI SERVIZIO (non si mostra) CONTRALTI Le onde marine premono sul fondo del mare. La pressione sul fondo del mare dipende da quanta acqua c’e’ sopra e cioe’ dall’altezza della acqua sovrastante, che varia al passaggio dell’ondadell’onda. ( se c’e + acqua sopra quell’area di fondo marino  aumenta la pressione, come quando mettiamo un librone sopra due pezzi incollati). Quindi al passaggio dell’onda varia l’altezza della colonna d’acqua e quindi varia la pressione sul fondo (far vedere una figura!!! ). La variazione di pressione crea un’onda sotto il fondo marino cioe’ nella crosta terrestre oceanica. L’onda, propagandosi, arriva fino ala terraferma. Spiegare che a queste freq. sono le onde marine che, premendo sul fondo del mare, creano le onde anche terrestri. Cosa vuol dire UN DECIMO DI Hz ?in rif. all’animazione della pallina con inchiostro) (diapositiva dei tuffatori di Acapulco) + Papillon Che periodo hanno le onde del mare? I tuffatori di Acapulco lo sanno bene ! - circa ogni 10-12 secondi arriva un’onda. Cosi’ abbiamo imparato un altro concetto: periodo e frequenza sono uno l’inverso dell’altra Far vedere la registrazione dei microsismi marini registrati a L’ Aquila nel 1991(scanner) oppure di un’altra stazione Hmin. Hmax ONDE SISMICHE E ONDE SONORE: “Facciamo le onde, parliamo di onde, ascoltiamo le onde”

BASSI Cosa puo’ creare “vibrazioni” ancora piu’ lente delle oscillazioni proprie della Terra? (fare esempi: 1xilofono x dimensioni: piu’ e’ grande la barretta piu’ bassa e’ la nota; allora la nota piu’ bassa puo’ farla solo la terra; 2corda della chitarra che puo’ fare note casomai piu’ acute ma NON piu’ basse) Azione Sole e Luna + Marea = Deformazioni periodiche. La terra si comporta come una palla che si deforma sotto l’azione esterna del sole e della luna oppure sotto il peso di grandi masse d’acqua che si spostano con il ciclo di marea far vedere ANCHE le registrazioni della marea solida (Es.Staz. MEDET VBB) . . ONDE di MAREA SOLIDA REGISTRATE dal SISMOMETRO dell’OSSERVATORIO di ZIMMERWALD (SVIZZERA) Cosi’ abbiamo completato Il coro. Abbiamo visto che i vari fenomeni naturali creano onde con frequenza cosi bassa che noi non possiamo udirli. Ogni fenomeno ha un suo caratteristico Intervallo (range) di frequenze in cui emette onde.Noi in genere non le udiamo ma abbiamo degli strumenti, I sismografi, in grado di “udirli” Il sismografo e’ in nostro orecchio artificiale ! PRESENTAZIONE DEI COLLEGHI far vedere ANCHE le registrazioni della marea solida (Es.Staz. MEDET VBB) esempio 12 ore = 43200 secondi

CONCLUSIONI Abbiamo visto tutti I tipi di onde: onde sonore, terremoti e tanti altri fenomeni, sia naturali sia creati dall’uomo. Abbiamo visto cos’e’ un’onda, cosa la caratterizza e come si riconosce (in base all’ampiezza e alla frequenza) Abbiamo capito che l’unica differenza tra onde sismiche e sonore sta nella diversa frequenza Nelle sue conclusioni, INGRID, deve dire che la sola differenza tra le Onde sonore e sismiche sta nella frequenza. Inoltre, quando fa vedere le tre grandi suddivisioni (infrasuoni, udibile, ultrasuoni) deve includere i Terremoti (oltre al coro della Terra) negli INFRASUONI, magari spiegando che quello che a volte sentiamo e’ solo una piccola parte delll ’enenrgia del terremoto, la parte preponderante produce onde negli infrasuoni. Quindi la vera differenza sta nella FREQUENZA Salvo il fatto che anche il contenuto di energia e’ diverso ossia l’intensita’ delle onde sonore e’ in genere piuì bassa dell’ampiezza delle Ci lasciamo con un breve filmato. Molti di noi lo avranno gia’ visto ma ora siamo in grado di vederlo sotto un’altra luce. Onde che causano terremoti. Pero’ i lievi movimenti del suolo hanno ampiezze paragonabili alle onde sonore. Quindi la vera differenza sta nella FREQUENZA.

Il sismografo e’ il nostro orecchio artificiale ! BASSI . Coro COMPLETO Vari fenomeni naturali  Ognuno ha le sue frequenze caratteristiche. -Tutte onde a bassa frequenza che noi non possiamo udire -Ma abbiamo i sismografi… Il sismografo e’ il nostro orecchio artificiale ! presentazione di TUTTI i colleghi

Vari fenomeni naturali  Ognuno ha le sue frequenze caratteristiche. Coro COMPLETO Vari fenomeni naturali  Ognuno ha le sue frequenze caratteristiche. -Tutte onde a bassa frequenza che noi non possiamo udire