F3 - I TERREMOTI - Incontro con le scienze integrate - Zanichelli
I terremoti
Un terremoto, detto anche sisma, è una vibrazione del suolo che si verifica quando le rocce, sottoposte a
forze di vario tipo, si rompono liberando di colpo l'energia che avevano accumulato.
I terremoti sono eventi disastrosi i cui effetti vengono spesso amplificati da fenomeni secondari innescati dalle
vibrazioni del suolo. Ad esempio rotture delle tubazioni del gas e cortocircuiti che causano incendi che,
frequentemente, sono più dannosi delle scosse stesse. I terremoti in mare aperto possono generare onde
(maremoti o tsunami) che abbattendosi sulle coste producono effetti devastanti sulle città costiere.
I terremoti possono verificarsi in corrispondenza di faglie di nuova formazione, oppure in corrispondenza di faglie
preesistenti rimaste a lungo inattive.
In occasione di un terremoto l'accumulo e il rilascio di energia che avviene nelle rocce è simile a ciò che si
verifica quando una riga di plastica, piegata oltre un certo limite, alla fine si spezza.
Se provate a flettere con le mani una riga di plastica, esercitando su di essa una forza via via maggiore,
inizialmente la riga si flette ad arco, poi improvvisamente si spezza e i due tronconi sono scossi per breve tempo
da vibrazioni.
L'energia che fa vibrare i due tronconi è quella che la riga aveva accumulato a mano a mano che si deformava
sotto l'azione della forza esercitata dalle vostre braccia e che si libera di colpo con la rottura.
Il punto di origine del sisma nel sottosuolo viene chiamato ipocentro. Il punto della superficie terrestre situato
sulla verticale dell'ipocentro viene invece chiamato epicentro.
In base alla profondità dell'ipocentro si distinguono:
terremoti superficiali, con ipocentro situato a profondità inferiore ai 50 km;
terremoti intermedi, con ipocentro compreso tra i 50 e i 300 km di profondità;
terremoti profondi, con ipocentro compreso tra i 300 e i 700 km di profondità.
I terremoti più frequenti sono quelli superficiali; essi sono anche i più disastrosi. Nessun terremoto registrato
finora ha avuto origine oltre i 700 km circa di profondità. Questo limite fa pensare che, superata quella
profondità, le rocce non siano più rigide e si deformino in maniera lenta e continua, senza fratturarsi.
In genere, ogni evento sismico è costituito da una prima scossa, più forte, seguita da una serie di scosse
secondarie, o repliche, che può durare anche vari mesi e comprendere centinaia o anche migliaia di terremoti, di
intensità minore. Talvolta avviene però che una o più repliche abbia grandezza confrontabile con quella della
scossa principale. Al termine dell'evento sismico, le rocce in profondità hanno raggiunto un nuovo assetto, e
possono continuare ad accumulare energia finché, dopo un altro periodo di calma, riprendono a scaricare
l'energia accumulata con una nuova serie di terremoti.
Un terremoto, anche forte, non sarebbe cosi temibile se non fosse associato alla distruzione di edifici e opere
civili che ne consegue quando avviene in aree densamente abitate. Si stima che circa un terzo della
popolazione mondiale viva in zone esposte al pericolo di terremoti, in edifici non adeguati a resistere alle
vibrazioni del suolo.
L'energia di un terremoto si propaga sotto forma di onde
In occasione di un sisma, l'energia che si libera dall'ipocentro si propaga in tutte le direzioni, come accade
quando si getta un sasso in uno specchio d'acqua. L'impatto del sasso provoca un disturbo alla superficie
dell'acqua, che comincia a incresparsi. Nel punto di impatto le particelle d'acqua vanno su e giù, e così facendo
trasmettono questo movimento alle particelle d'acqua vicine, che a loro volta iniziano a oscillare e comunicano lo
stesso movimento a quelle adiacenti e così via. In tal modo, il disturbo si propaga sempre più lontano dal punto
iniziale.
Per un terremoto avviene sostanzialmente la stessa cosa. Il brusco movimento creato dall'improvvisa rottura di
una massa rocciosa nell'ipocentro si trasmette via via alle rocce vicine e la vibrazione si propaga in tutte le
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direzioni, generando un fronte sferico di onde sismiche.
Le onde sismiche non si propagano all'infinito ma, a mano a mano che si allontanano dall'ipocentro, tendono a
smorzarsi. Pertanto, quanto più vicino ci troviamo al luogo di origine di un sisma, tanto più forte avvertiamo il
disturbo da esso provocato. Nel caso di terremoti molto forti le onde possono addirittura attraversare il pianeta
riemergendo in superficie in luoghi lontanissimi da quello di origine del terremoto.
Le onde sismiche sono studiate da strumenti molto sensibili, i sismografi, distribuiti in rete sulla superficie
terrestre, che rilevano e registrano il passaggio delle onde e trasmettono i dati alle stazioni di raccolta ed
elaborazione.
I grafici ottenuti dalle registrazioni sono detti sismogrammi.
Se vi trovaste nella centrale operativa per il rilevamento dei sismi dell'Istituto Nazionale di Geofisica a Roma,
dove arrivano i dati forniti dalle stazioni di rilevamento dislocate in tutta Italia e nell'area del Mediterraneo,
sareste colpiti nel notare che i sismografi indicano che l'Italia è scossa in continuazione da sussulti, anche se di
entità così piccola che, senza l'aiuto di questi sensibilissimi strumenti, non ce ne accorgeremmo nemmeno.
Come si determina la forza di un terremoto
Per valutare la forza dei terremoti si possono utilizzare due sistemi:
stimare i danni che esso ha provocato;
stimare l'energia liberata tramite la lettura dei sismogrammi.
Per valutare i danni provocati da un terremoto si ricorre alla scala Mercalli, così chiamata dal nome del
sismologo italiano Giuseppe Mercalli che la propose nel 1902.
La scala Mercalli valuta l'intensità di un terremoto prendendo in considerazione gli effetti del sisma sulle cose e
sulle persone.
La scala Mercalli non permette però di stimare l'effettiva quantità di energia liberata da un sisma, cioè la sua
reale forza. Per esempio, un sisma che libera un'enorme quantità di energia, ma che interessa una regione
desertica, avrà secondo la scala Mercalli un'intensità piuttosto bassa, mentre un sisma di media forza il cui
epicentro si trova in corrispondenza di una città ha nella scala Mercalli un grado motto più alto.
Come si possono allora confrontare tra loro i terremoti? Come si fa, per esempio, a valutare se il terremoto che
ha scosso L'Aquila nel 2009 è stato più potente o più debole del terremoto del 1980 in Irpinia? Per valutazioni di
questo tipo si utilizzano i sismogrammi, cioè le registrazioni delle onde sismiche effettuate dai sismografi. Come
un sassolino lanciato nell'acqua forma solo delle ondine, mentre un grosso masso forma onde più alte,
analogamente terremoti deboli provocano onde sismiche di minore ampiezza, mentre terremoti forti generano
onde di maggiore ampiezza. L'ampiezza massima delle oscillazioni può essere misurata sui sismogrammi.
Dall'ampiezza massima e dalla distanza dall'epicentro della stazione di rilevamento, con una formula
matematica elaborata nel 1935 dal sismologo americano C.F. Richter, è possibile ricavare:
la magnitudo, una grandezza fisica che misura l'energia liberata da un sisma e i cui valori compaiono nella
scala Richter.
I valori di magnitudo sono calcolati in modo tale che a un aumento di un'unità corrisponda la liberazione di una
quantità di energia circa 30 volte maggiore. Per esempio, un terremoto di magnitudo 7 libera circa 30 volte più
energia di un terremoto di magnitudo 6 e circa 900 volte (cioè 30 x 30) più energia di un terremoto di magnitudo
5. Anche se spesso vengono citati assieme, i valori della scala Mercalli e la magnitudo Richter non possono
essere confrontati tra loro, perché si basano su metodi diversi.
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