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Introduzione |
Una delle manifestazioni più imponenti della dinamica endogena del pianeta sono i fenomeni sismici. In pochi secondi vaste aree sono attraversate da una sequenza di onde sismiche che provocano enormi distruzioni e forti perdite di vite umane.
I terremoti sono improvvisi movimenti della crosta terrestre provocati dallo spostamento di masse rocciose poste a profondità variabili. La stragrande maggioranza degli 800.000 terremoti che ogni anno scuotono la Terra sono di origine tettonica, derivano cioè dallo spostamento delle placche litosferiche; altre cause che possono originare eventi sismici sono la risalita del magma che precede una eruzione vulcanica (terremoti vulcanici), il cedimento della volta di grotte o cavità naturali o artificiali (terremoto di crollo) e quello generato dall'uomo (terremoti artificiali).
I terremoti si ripetono, con intervalli variabili, nelle stesse zone; la zona dell'Irpinia (Campania) è scossa ogni 50 circa da un terremoto particolarmente violento.
| La teoria del rimbalzo elastico |
La teoria che spiega questo fenomeno prende il nome di teoria del rimbalzo elastico. Le rocce sono dotate di una certa elasticità e assorbono le sollecitazioni per lunghi periodi di tempo; quando viene superato il limite di elasticità tipico del materiale si ha la frattura e la liberazione dell'energia accumulata sotto forma di onde sismiche. Superato questo momento e tornato un equilibrio tra i blocchi vicini le rocce ricominciano ad assorbire le sollecitazioni, preparandosi ad un nuovo evento sismico.
Il terremoto ha origine in punto localizzato, di solito, all'interno
della crosta; tale punto prende il nome di ipocentro,
ed è localizzato a profondità che arrivano al massimo a circa 700 km.
Da questo punto si originano due tipi di onde, che velocemente raggiungono
la superficie. Il punto posto, in superficie, sulla verticale
dell'ipocentro prende il nome di epicentro
del terremoto, ed è attorno a questo punto che i danni prodotti dal
terremoto dovrebbero essere più gravi.
Le onde sismiche sono di tre tipi: P, S ed L. Le prime due partono dall'ipocentro, le onde L dall'epicentro.
Le onde P (primae) sono di tipo longitudinale e provocano deformazioni delle particelle parallelamente al verso di propagazione, spostandole avanti e indietro rispetto al punto di origine. Si propagano attraverso tutti i materiali, solidi, liquidi o gas. Sono le onde più veloci (tra 5 e 14 km/s).
Le onde S (secundae) sono di tipo trasversale e provocano deformazioni delle particelle trasversalmente al verso di propagazione, e per questo motivo attraversano solo i materiali allo stato solido. Sono più lente delle onde P (tra 3 e 7 km/s).
Le onde L (lunghe) sono superficiali e provocano deformazioni rotatorie e ondulatorie delle particelle. Hanno una velocità molto bassa (in media 3,5 km/s). Si propagano dall'epicentro in modo simile alle onde provocate da un corpo gettato in acqua.
| Il sismografo |
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Il passaggio
delle onde sismiche viene raccolto da uno strumento, chiamato sismografo.
Questo strumento funziona sfruttando il principio d'inerzia. È
costituito da un basamento solidale al suolo sul quale è posto un
rotolo di carta per la registrazione; sospeso al un supporto fissato
alla base vi è una massa, cui è collegato un pennino scrivente. Al
passaggio delle onde sismiche la massa, a causa della sua inerzia
sta ferma, mentre la base e il foglio cominciano a muoversi. In
questo modo viene tracciato un diagramma, detto sismogramma. Le onde sismiche giungono al sismogramma in successione: per prime vengono registrate le onde P e dopo un certo intervallo di tempo quelle S. Pe r ultime arrivano le onde L, che sono quelle che determinano le maggiori oscillazioni del pennino sul sismogramma. |
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il sismografo "artigianale"
Qui a fianco è rappresentato un modello
"artigianale "di sismografo, realizzato da due allievi di
1a IPIA (anno 1999-2000). |
Dalla lettura del sismogramma è possibile risalire alla distanza dell'epicentro dallo strumento di registrazione; per poter risalire a questa informazione occorre utilizzare dei diagrammi spazio-tempo su cui siano tracciate delle curve chiamate dromocrone. Sull'asse x è riportata la distanza dello strumento dall'epicentro, sull'asse y il tempo trascorso dall'inizio del sisma.
Se l'intervallo tra l'arrivo delle onde P ed S è piccolo il terremoto
si sarà verivicata a breve distanza; all'aumentare di questo intervallo
aumenterà proporzionalmente anche la distanza dell'epicentro.
Per un intervallo di circa 8 minuti viene calcolata, in questo caso, una
distanza dall'epicentro minore ai 6000 km.
Utilizzando i dati registrati da tre sismografi differenti è possibile risalire alla zona dell'epicentro. Su una carta geografica vengono tracciate le tre circonferenze che hanno come centro le località in cui si trovano i sismografi; le tre curve si incroceranno tra loro in un solo punto che individua l'epicentro del terremoto.
| Le scale di misurazione |
Per catalogare i terremoti che avvengono ogni anno sulla superficie terrestre sono utilizzate due scale, la Mercalli e la Richter. Sono due modi completamente diversi di analizzare i fenomeni e danno informazioni diverse.
La scala Mercalli fu elaborata nel 1912 dal sismologo italiano Giuseppe Mercalli e prende in considerazione i danni provocati dal terremoto alle cose e alle persone. È suddivisa in dodici gradi di intensità (I) diversa.
La scala Richter, elaborata nel 1935 dal sismologo statunitense Charles F. Richter, misura l'energia liberata durante un terremoto; viene utilizzata la magnitudo (M), una grandezza indirettamente collegata all'energia liberata basata su osservazioni strumentali. Il terremoto più violento che si sia registrato ha avuto una magnitudo vicina a 9, valore che viene considerato attualmente il limite superiore della scala.
È difficile stabilire una corrispondenza tra questi due modi di valutare un terremoto, soprattutto perché l'intensità è misurata in base alla presenza di popolazione e manufatti: terremoti disastrosi in zone scarsamente popolate o in regioni oceaniche non verrebbero valutati in maniere adeguata.
Un tentativo di
affiancare le due scale per aree popolate e sviluppate potrebbe essere
questo:
| Magnitudo (M) | Intensità (I) |
| 5,4 | 6,5 |
| 6,1 | 7,5 |
| 6,8 | 8,5 |
| 7,5 | 10 |
| 8,2 | 11 |
| 8,9 | 12 |
ATTIVITÁ DI APPROFONDIMENTO: preparare una cartina della
sismicità