T ERREMOTI
Prof.ssa S. Di Giulio
Un TERREMOTO o SISMA è qualunque rapida vibrazione della crosta terrestre, indipendentemente dagli effetti che provoca
La SISMOLOGIA è la scienza che studia i terremoti e si serve di particolari strumenti, i SISMOGRAFI , che registrano in un SISMOGRAMMA le vibrazioni telluriche
Ogni anno, sulla Terra, si verificano circa un
milione di sismi, di cui solo qualche
centinaio viene avvertito dall’uomo.
Il sismografo è un semplice «sistema a pendolo», costituito da una massa sospesa a un filo libera di oscillare.
Quando il terreno vibra, il supporto del pendolo, saldamente fissato a terra, si mette a vibrare ma la massa rimane ferma perché il filo non le trasmette direttamente il moto. Fissando alla massa del pendolo una punta inchiostrata, essa muovendosi lascia un segno su un sottostante cilindro rotante. La traccia lasciata si chiama sismogramma.
I primi tentativi di registrare i movimenti del
suolo furono fatti nel XVIII in Italia: si trattava
di un pennino collegato ad un pendolo che,
in seguito al movimento, lasciava un segno
su un rullo rotante
Il primo sismografo moderno, detto sismografo elettromagnetico, fu ideato nel 1856 dall’italiano Luigi Palmieri, docente all’Università di Napoli
I moderni sismografi sono costituiti da sofisticati sensori e trasduttori di segnali. Il meccanismo è analogo a quello dei vecchi sismografi, cioè basato su un sistema inerziale:
esso è realizzato attraverso una massa sospesa legata ad una molla. La massa sospesa è una bobina di rame (o altro materiale conduttore) che viene posta all’interno di un magnete.
Quest’ultimo si muove con il terreno all’arrivo dell’onda sismica, mentre la bobina resta ferma perché sospesa alla molla. Si genera dunque un moto relativo tra bobina e magnete che genera una corrente indotta nella bobina. La corrente prodotta viene misurata da un apposito circuito elettronico e memorizzata in un computer, il movimento del suolo viene dunque tradotto in segnale digitale
Trasduttore elettromagnetico
Le rocce non sono corpi rigidi e indeformabili, ma presentano un certo grado di elasticità.
Quando sono sottoposte a pressioni e sollecitazioni possono piegarsi ma soltanto fino ad un certo limite, superato il quale si spezzano. Questo provoca la liberazione di una grande quantità di ENERGIA ELASTICA accumulata e la formazione di onde sismiche, vibrazioni che si allontanano in tutte le direzioni.
I POCENTRO : il punto posto nel sottosuolo in cui si originano le onde sismiche
EPICENTRO : il punto della superficie terrestre posto verticalmente sopra l’ipocentro O RIGINE DEI SISMI
A seconda della profondità dell’ipocentro un terremoto è detto:
• Superficiale: profondità inferiore ai 60 Km
• Intermedio: profondità compresa tra 70 e 300 Km
• Profondo: profondità superiore ai 300
Km
O RIGINE DEI SISMI
ORIGINE TETTONICA
: la maggior parte dei terremoti si generano dall’improvvisa apertura di spaccature nelle rocce, seguite da movimenti lungo le linee di frattura. Essi normalmente si verificano in prossimità dei margini di fascia e variano in intensità e pericolosità a seconda del tipo di margine:
• Margini convergenti: circa la metà dei terremoti che si verificano sulla Terra si genera in prossimità di questi margini e in particolare nelle zone di subduzione. Sono molto distruttivi in quanto l’energia liberata può raggiungere il 75% di tutta l’energia sismica.
L’ipocentro è generalmente molto profondo (300-700 Km). Sono concentrati nella cosiddetta «cintura di fuoco» del Pacifico, una banda lunga 38600 Km che contorna tutto l’Oceano. Uno dei più disastrosi si è verificato nel 1964 in Alaska dove la Placca Pacifica sprofonda sotto quella Americana.
Alaska 1964
O RIGINE DEI SISMI
• Margini convergenti orogenetici: dove le forze compressive producono l’innalzamento delle catene montuose, si possono generare dei terremoti con ipocentro superficiale (0- 70 Km) o intermedio (70-300 Km) in cui viene liberato il 15% dell’energia sismica terrestre. La maggior parte i essi si verificano lungo la fascia che decorre dal Mar Mediterraneo al Mar Caspio e all’Himalaya, fino al golfo del Bengala
Terremoto in Nepal – Aprile 2015
O RIGINE DEI SISMI
• Margini trascorrenti: lo scorrimento reciproco tra due placche genera la liberazione di energia e la formazione di fenomeni sismici. I fenomeni più importanti si registrano in prossimità della faglia di San Andreas in California.
L’ultimo si è verificato nel 1989
ed ha provocato una frattura di
40 Km vicino a Santa Cruz con
una magnitudo di 7.1
O RIGINE DEI SISMI
ORIGINE VULCANICA : sono meno frequenti e si verificano a seguito della pressione del materiale vulcanico che sale in superficie.
Generalmente non sono fenomeni isolati
ma si presentano in successione (sciame
sismico) e interessano aree più ristrette. Si
verificano solitamente prima di una
eruzione vulcanica e ne preannunciano
l’imminente arrivo, come accadde in
occasione dell’eruzione del monte Saint
Helens, nello stato di Washington, nel
maggio del 1980
TIPI DI ONDE SISMICHE
Le onde sismiche sono delle onde elastiche che si propagano attraverso un mezzo provocandone una deformazione e la creazione di "forze di richiamo" che si oppongono a questa deformazione.
Si possono distinguere due tipi di deformazioni:
1. COMPRESSIONE PURA : provoca variazioni nel volume ma non nella forma 2. SFORZO DI TAGLIO : provoca cambiamenti nella forma ma non nel volume
Sforzi compressivi Sforzi di taglio
TIPI DI ONDE SISMICHE
Le onde sismiche si differenziano in base alla modalità di propagazione e all’intensità in:
• Onde longitudinali (onde P)
• Onde trasversali (onde S)
• Onde superficiali distinte in onde l (di Love) e onde R (di Rayleigh)
TIPI DI ONDE SISMICHE
O NDE LONGITUDINALI
Sono dette anche onde primarie perché sono le prime a raggiungere la superficie ed essere rilevate dai sismografi.
Sono onde di compressione e, dall’ipocentro, si propagano entro il volume delle
rocce per successive compressioni e dilatazioni, causandone una variazione nel
volume. Sono dette longitudinali in quanto fanno oscillare le particelle di roccia
parallelamente alla loro direzione di propagazione. Si propagano ad una velocità
compresa tra 6,2 e 8,2 Km/sec. Si propagano sia nei solidi che nei fluidi (acqua,
magma)
TIPI DI ONDE SISMICHE
O NDE TRASVERSALI
Sono dette anche onde secondarie perché sono più lente delle onde longitudinali
velocità compresa tra 3,6 e 4,7 Km/sec). Sono generate da forze di taglio e
provocano variazioni di forma ma non di volume. Provocano oscillazioni delle
particelle di cui sono formate le rocce dal basso verso l’alto e viceversa. Non si
propagano nei liquidi e questo ha permesso di ipotizzare la presenza all’interno
della Terra di un nucleo esterno liquido.
TIPI DI ONDE SISMICHE
O NDE SUPERFICIALI
Si originano a partire dall’epicentro verso la superficie e provocano i danni maggiori.
Sono distinte in:
O NDE R ( DI R AYLEIGH ): provocano un moto ellittico delle particelle, in un piano verticale alla direzione di propagazione dell’onda. La loro velocità è di circa 2,7 Km/sec.
O NDE L ( DI L OVE ): provocano oscillazioni delle particelle delle rocce, trasversali alla direzione di propagazione , ma solo nel piano orizzontale, parallelo alla superficie terrestre. Viaggiano ad una velocità di circa 3 Km/sec.
Onde L
Onde R