La sismologia
La sismologia
Definizione Definizione
• Un terremoto, o Un terremoto, o sismasisma, è un'improvvisa , è un'improvvisa
vibrazione del terreno prodotta da una brusca vibrazione del terreno prodotta da una brusca
liberazione di energia e tale energia si propaga liberazione di energia e tale energia si propaga
in tutte le direzioni (come una sfera) sotto forma in tutte le direzioni (come una sfera) sotto forma
di onde.
di onde.
• Se una porzione di roccia inizia a deformarsi, Se una porzione di roccia inizia a deformarsi,
sotto l’azione delle forze endogene essa tende a sotto l’azione delle forze endogene essa tende a
resistere resistere
• Quando le forze che tengono insieme la roccia Quando le forze che tengono insieme la roccia vengono superate questa si spezza e si ha un vengono superate questa si spezza e si ha un
brusco spostamento delle due parti che brusco spostamento delle due parti che
rilasciano l'energia che avevano accumulato rilasciano l'energia che avevano accumulato
Una teoria unificante che spiega Una teoria unificante che spiega
il fenomeno il fenomeno
La Tettonica a Zolle e una teoria molto La Tettonica a Zolle e una teoria molto
importante perché riesce a spiegare in importante perché riesce a spiegare in
maniera molto semplice tutti i fenomeni maniera molto semplice tutti i fenomeni
geologici più rilevanti geologici più rilevanti
Una teoria che ha queste caratteristiche Una teoria che ha queste caratteristiche
prende il nome di teoria unificante ed è il prende il nome di teoria unificante ed è il
fondamento della geologia moderna fondamento della geologia moderna
La distribuzione La distribuzione
Una delle più importanti spiegazioni che Una delle più importanti spiegazioni che
questa teoria riesce a fornire è la questa teoria riesce a fornire è la
distribuzione dei terremoti e dei vulcani distribuzione dei terremoti e dei vulcani
sulla Terra sulla Terra
Le zone interessate a terremoti sono Le zone interessate a terremoti sono
distribuite lungo i margini delle zolle distribuite lungo i margini delle zolle
•
I punti di rottura hanno luogo lungo linee I punti di rottura hanno luogo lungo linee ben precise chiamate faglieben precise chiamate faglie
•
La La fagliafaglia è una frattura della roccia che è una frattura della roccia che mostra evidenze di movimento relativo tra mostra evidenze di movimento relativo trale due masse rocciose da essa divise.
le due masse rocciose da essa divise.
•
Il punto preciso in cui avviene un terremoto Il punto preciso in cui avviene un terremoto è detto ipocentro mentre il punto situatoè detto ipocentro mentre il punto situato
immediatamente sulla sua verticale è detto immediatamente sulla sua verticale è detto
epicentro epicentro
•
Il sisma genera onde sferiche che si Il sisma genera onde sferiche che si propagano in tutte le direzionipropagano in tutte le direzioni
Ipocentro, epicentro e faglia
La teoria che meglio spiega La teoria che meglio spiega
questo fenomeno è quella del questo fenomeno è quella del
rimbalzo elastico rimbalzo elastico
1 assenza di sforzi 1 assenza di sforzi
2 gli sforzi si accumulano e si ha 2 gli sforzi si accumulano e si ha
una deformazione senza rottura una deformazione senza rottura
3 nel momento delle rottura le 3 nel momento delle rottura le
due parti oscillano liberando onde due parti oscillano liberando onde
sismiche sismiche
4 si ha spostamento lungo la 4 si ha spostamento lungo la
fagli fagliaa
La profondità dei terremoti La profondità dei terremoti
•
La profondità dei terremoti è veriabile La profondità dei terremoti è veriabile e legata alla geodinamica localee legata alla geodinamica locale
•
Nelle zone di subduzione (lungo i piani Nelle zone di subduzione (lungo i piani di Beniof) possiamo avere terremotidi Beniof) possiamo avere terremoti
•
intermedi 70 – 300 Kmintermedi 70 – 300 Km•
profondi 300 – 700 Kmprofondi 300 – 700 Km•
Negli altri casi i terremoti sono Negli altri casi i terremoti sono superficiali 0 – 70 Kmsuperficiali 0 – 70 Km
Le onde sismiche Le onde sismiche
•
Le onde sismiche si dividono in onde di Le onde sismiche si dividono in onde di volume e in onde di superficievolume e in onde di superficie
•
Le onde di volume a loro volta si Le onde di volume a loro volta sidividono un onde p e onde s e possono dividono un onde p e onde s e possono
viaggiare per distanze lunghissime viaggiare per distanze lunghissime
•
Le onde di superficie si dividono in Le onde di superficie si dividono in onde Rayleight e onde Loveonde Rayleight e onde Love
Le onde p Le onde p
•
Le onde p (dette anche prime o Le onde p (dette anche prime olongitudinali) sono quelle più veloci, longitudinali) sono quelle più veloci,
esse determinano una compressione e esse determinano una compressione e
una dilatazione della roccia perciò si una dilatazione della roccia perciò si
propagano in modo del tutto analogo propagano in modo del tutto analogo
alle onde sonore alle onde sonore
Le onde s Le onde s
•
Le onde Le onde SS cioè secondarie (chiamate cioè secondarie (chiamate anche trasversali) perché sono piùanche trasversali) perché sono più
lente (infatti arrivano per seconde) e lente (infatti arrivano per seconde) e
fanno muovere il terreno fanno muovere il terreno
alternativamente in basso e in alto alternativamente in basso e in alto
trasversalmente alla direzione di trasversalmente alla direzione di
propagazione propagazione
I sismografi I sismografi
•
I sismografi sono gli strumenti principali per I sismografi sono gli strumenti principali per coloro che studiano i terremoti.coloro che studiano i terremoti.
•
Un sismografo è uno strumento formato da Un sismografo è uno strumento formato da un rotolo di carta e di un "pennino" cheun rotolo di carta e di un "pennino" che scrive sulla carta sul rotolo
scrive sulla carta sul rotolo
•
l pennino è tenuto sospeso da una molla l pennino è tenuto sospeso da una molla che fa mantenere al pennino la stessache fa mantenere al pennino la stessa
posizione, mentre durante il terremoto il posizione, mentre durante il terremoto il
rotolo di carta andrà su e giù seguendo i rotolo di carta andrà su e giù seguendo i
movimenti del terreno.
movimenti del terreno.
Sismogramma Sismogramma
•
Un Un sismogrammasismogramma è un grafico, risultato è un grafico, risultato della registrazione fatta da un sismografo, della registrazione fatta da un sismografo,che può rappresentare lo spostamento, la che può rappresentare lo spostamento, la
velocità o l’accelerazione del suolo in velocità o l’accelerazione del suolo in
funzione del tempo.
funzione del tempo.
•
La registrazione parte dall'arrivo di una La registrazione parte dall'arrivo di unaqualunque onda sismica, prodotta da una qualunque onda sismica, prodotta da una
sorgente naturale o artificiale, e registrata sorgente naturale o artificiale, e registrata
dalla stazione sismica e continua per tutto dalla stazione sismica e continua per tutto
l’evento sismico fino alla cessazione delle l’evento sismico fino alla cessazione delle
La stazione sismica La stazione sismica
• Una stazione sismica ha tre differenti sismografi sensibili Una stazione sismica ha tre differenti sismografi sensibili ai movimenti nelle tre direzioni principali (N-S, E-W, e ai movimenti nelle tre direzioni principali (N-S, E-W, e
verticale o Z), registrerà sismogrammi da cui e' possibile verticale o Z), registrerà sismogrammi da cui e' possibile
stimare distanza, direzione, magnitudo stimare distanza, direzione, magnitudo
• I sismologi usano naturalmente più di una stazione per I sismologi usano naturalmente più di una stazione per localizzare un terremoto e meglio stimare anche gli altri localizzare un terremoto e meglio stimare anche gli altri
parametri.
parametri.
• Esaminando sismogrammi registrati a differenti distanze Esaminando sismogrammi registrati a differenti distanze dal terremoto e' possibile definire situazioni schematizzate dal terremoto e' possibile definire situazioni schematizzate
come nel disegno come nel disegno
• Le curve che vediamo sono dette dromocrome e Le curve che vediamo sono dette dromocrome e
uniscono i punti di arrivo delle onde agli strumenti in uniscono i punti di arrivo delle onde agli strumenti in
funzione delle distanze dall’ipocentro funzione delle distanze dall’ipocentro
La magnitudine La magnitudine
• La magnitudine è la misura dell’energia La magnitudine è la misura dell’energia sviluppata dal terremoto
sviluppata dal terremoto
• il sismologo americano il sismologo americano CharlesCharles FrancisFrancis RichterRichter stabilì nel 1935 un metodo per la classificazione stabilì nel 1935 un metodo per la classificazione
dei terremoti in base alla potenza prendendo dei terremoti in base alla potenza prendendo
come riferimento un terremoto che in un come riferimento un terremoto che in un
sismografo situato in una stazione di rilevamento sismografo situato in una stazione di rilevamento
distante dall’epicentro del terremoto 100km, distante dall’epicentro del terremoto 100km,
traccia un sismogramma la cui onda di ampiezza traccia un sismogramma la cui onda di ampiezza
massima ha un'ampiezza di 1 mm massima ha un'ampiezza di 1 mm
• A questo terremoto è stati assegnato il grado 0; A questo terremoto è stati assegnato il grado 0;
un terremoto di grado 1 sarà 10 volte più forte, un terremoto di grado 1 sarà 10 volte più forte,
Scala Mercalli Scala Mercalli
• La scala Mercalli è una scala sismica che misura gli La scala Mercalli è una scala sismica che misura gli effetti di un terremoto.
effetti di un terremoto.
• Non è una scala scientifica come quella Non è una scala scientifica come quella
precedente in quanto risente molto dello stato precedente in quanto risente molto dello stato
delle infrastrutture e delle zone in cui avviene un delle infrastrutture e delle zone in cui avviene un
terremoto terremoto
• Ha un utilizzo pratico (misura gli effetti visibili di Ha un utilizzo pratico (misura gli effetti visibili di un terremoto e quindi la gravità dei danni) e
un terremoto e quindi la gravità dei danni) e storico (dai resoconti dei danni causati da un storico (dai resoconti dei danni causati da un
terremoto è possibile risalire in qualche modo alla terremoto è possibile risalire in qualche modo alla
sua gravità sua gravità
• 5 DICEMBRE 1456 IRPINIA,MATESE,SANNIO 7,1 30000 vittime5 DICEMBRE 1456 IRPINIA,MATESE,SANNIO 7,1 30000 vittime
• 30 LUGLIO 1627 PUGLIA ( GARGANO ) 7,1 5000 vittime30 LUGLIO 1627 PUGLIA ( GARGANO ) 7,1 5000 vittime
• 27 MARZO 1638 CALABRIA 10000 vitme 27 MARZO 1638 CALABRIA 10000 vitme
• 9FEBBRAIO 1688 BASILICATA ( PISTICCI ) 2000 vittime9FEBBRAIO 1688 BASILICATA ( PISTICCI ) 2000 vittime
• 11GENNAIO 1693 SICILIA ORIENT. - CALABRIA MERIDIONALE 7,5 11GENNAIO 1693 SICILIA ORIENT. - CALABRIA MERIDIONALE 7,5 60000 vittime
60000 vittime
• 5, 6 e 7 Febbraio, 1 e 28 Marzo 1873 CALABRIA 7,4 40000 vittime5, 6 e 7 Febbraio, 1 e 28 Marzo 1873 CALABRIA 7,4 40000 vittime
• 28 LUGLIO 1883 CAMPANIA ( SALERNO, ISCHIA ) 6,5 1230028 LUGLIO 1883 CAMPANIA ( SALERNO, ISCHIA ) 6,5 12300
• 18 SETTEMBRE 1905 CALABRIA ( NICASTRO ) 6,8 557 vittime 18 SETTEMBRE 1905 CALABRIA ( NICASTRO ) 6,8 557 vittime
• 23 OTTOBRE 1907 CALABRIA ( FERRUZZANO ) 5,9 157 vittime 23 OTTOBRE 1907 CALABRIA ( FERRUZZANO ) 5,9 157 vittime
• 28 DICEMBRE 1908 CALABRIA MERID. – SICILIA ORIENTALE 7,5 28 DICEMBRE 1908 CALABRIA MERID. – SICILIA ORIENTALE 7,5 90000
90000
Terremoti storici
L’analisi dei dati di un terremoto L’analisi dei dati di un terremoto
• Da un sismogramma si può ricavare:Da un sismogramma si può ricavare:
1.1. il tempo di arrivo delle onde P e il primo il tempo di arrivo delle onde P e il primo impulso
impulso
2.2. il tempo di arrivo di fasi successive, come le il tempo di arrivo di fasi successive, come le onde S, quando è possibile
onde S, quando è possibile
3.3. l'ampiezza massima della traccia e il suo l'ampiezza massima della traccia e il suo periodo
periodo
4.4. la durata della traccia sismica.la durata della traccia sismica.
• Il tempo di arrivo delle onde P e S vengono Il tempo di arrivo delle onde P e S vengono utilizzati per la localizzazione del terremoto utilizzati per la localizzazione del terremoto
• La distanza sismografo-epicentro (D) è La distanza sismografo-epicentro (D) è calcolata in base alle seguenti grandezze:
calcolata in base alle seguenti grandezze:
1.1. Velocità delle onde P (Vp);Velocità delle onde P (Vp);
2.2. Velocità delle onde S (Vs):Velocità delle onde S (Vs):
3.3. Differenza delle due Velocità (Vp - Vs);Differenza delle due Velocità (Vp - Vs);
4.4. Tempo di percorrenza delle onde P (Tp);Tempo di percorrenza delle onde P (Tp);
5.5. Tempo di percorrenza delle onde S (Ts);Tempo di percorrenza delle onde S (Ts);
6.6. Differenza in secondi tra i due tempi (Ts - Tp)Differenza in secondi tra i due tempi (Ts - Tp)
• Tali valori sono tutti ricavabili dai sismogrammi Tali valori sono tutti ricavabili dai sismogrammi pertanto abbiamo tutto ciò che ci serve per il pertanto abbiamo tutto ciò che ci serve per il
calcolo della distanza calcolo della distanza
• A questo punto per il calcolo della distanza A questo punto per il calcolo della distanza basta utilizzare la seguente formula:
basta utilizzare la seguente formula:
• In questo modo però non abbiamo risolto il problema dell’identificazione dell’epicentro del terremoto
• Sappiamo solo che si trova su una circonferenza distante di raggio D dalla stazione sismologica
Come trovare l’epicentro Come trovare l’epicentro
• Per trovare l’epicentro Per trovare l’epicentro di un terremoto
di un terremoto
occorre avere i dati di occorre avere i dati di
tre stazioni tre stazioni
sismologiche sismologiche
• A questo punto A questo punto
l’epicentro si troverà l’epicentro si troverà nel punto di incontro nel punto di incontro
dei tre cerchi dei tre cerchi
