PROPAGAZIONE DELLE ONDE SISMICHE
Ipocentro: punto in cui ha origine la scossa sismica
o rilascio di energia
Epicentro: intersezione della verticale all’ipocentro
con la crosta terrestre
epicentro
faglia
ipocentro o
fuoco
Distanza focale: distanza di un punto della
superficie dall’ipocentro
Distanza epicentrale: distanza di un punto della
superficie dall’epicentro
Le onde sismiche si diffondono dall’ipocentro
in direzione radiale. Attraversando gli strati
all’interno della Terra, subiscono fenomeni di
rifrazione e riflessione, esattamente come
quando un raggio luminoso passa da un
mezzo ad un altro con caratteristiche diverse
TIPI DI ONDE SISMICHE
Onde di volume (si propagano in un mezzo
continuo)
Onde P (“primarie” o “longitudinali”):
longitudinali alla direzione del moto, sono le
più veloci (v ~ 5 ÷ 7 km/s), producono i tipici
boati, responsabili dei maremoti
Onde S (“secondarie” o “trasversali”):
perpendicolari alla direzione di vibrazione,
non si propagano in acqua, v ~ 3 ÷ 4 km/s
Onde di superficie (si propagano in superficie,
sono la principale causa dello scuotimento
del suolo e dei danni ambientali, v = 3.5
km/s)
Onde di Love: vibrano in un piano parallelo
alla superficie terrestre, perpendicolarmente
alla direzione dell’onda
Onde di Rayleigh vibrano in un piano
perpendicolare alla superficie terrestre e
inducono un movimento ellittico nelle
particelle interessate
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La misura del
terremoto
STRUMENTI DI MISURA DEI TERREMOTI
Sismoscopio di Chang: primo strumento per la misurazione dei
terremoti, costruito in Cina nel 132 A.C.
Le bocche dei draghi tengono delle palline tramite dei meccanismi a
leva, connessi ad un pendolo interno. Si riteneva che la direzione
dell’epicentro fosse indicata dalla prima pallina che cadeva.
Gli effetti sulle strutture in un sito non indicano la
grandezza di un terremoto
Per misurare le caratteristiche di un terremoto occorre
disporre di una registrazione oggettiva strumentale dello
scuotimento.
Lo strumento impiegato è il sismografo/accelerometro
‘strong motion’.
Questi strumenti registrano l’accelerazione del terreno
nel tempo
Sismografo e tipi di pendoli per sismografi a
lungo periodo per la misura degli
spostamenti (pendolo orizzontale e pendolo
inverso)
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REGISTRAZIONE DEI TERREMOTI
Onde P
Onde S
Onde L
'1 1$ '1 1$
TSP ) %% ( TSP"" !) %% ( "" !
& VS VP # & VS VP #
Accelerogramma: accelerazione
in funzione del tempo).
L’intervallo TSP misura lo
sfasamento tra le onde P e S e
consente di ricavare la distanza
della stazione di registrazione
dall’ipocentro del terremoto. La
posizione assoluta
dell’ipocentro è determinata
dall’intersezione delle
registrazioni di tre stazioni
Componente N-S del
terremoto di El Centro
(California, 1940), in termini
di accelerazione, velocità e
spostamento
MISURA DELLA GRANDEZZA DEI TERREMOTI
MAGNITUDO (scala Richter)
Definita da Richter nel 1935
attraverso la misura dell’ampiezza
massima della traccia registrata dal
sismografo, rapportata con una
misura di riferimento standard. È indipendente
dagli effetti che il terremoto provoca sull’uomo e
sulle costruzioni. Permette di confrontare eventi
sismici avvenuti in diverse parti del Mondo ed in
tempi diversi.
E’ proporzionale alla lunghezza di faglia ed
all’energia rilasciata
Correlazione appprossimata tra l’intensità
epicentrale (MCS) e la magnitudo di Richter
scala
Mercalli
I
non percepito
2.0
II
III
IV
percezione cresc ente,
reazioni di paura, caduta
di oggetti, senza danni
V
VI
INTENSITA’ (scala di Mercalli)
Scala empirica che misura gli effetti di
un terremoto sull’ambiente, sulle
persone, sugli edifici. È una
grandezza meno rappresentativa
perchè dipendente dalle condizioni di misura, ma
permette di classificare i terremoti del passato
scala
Richter
3.0
4.0
danni lievi
VII
5.0
VIII
IX
X
crolli e distruzione di una
percentuale crescente di
edifici
XI
XII
6.0
7.0
storicamente mai raggiunto
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PARAMETRI DEL LIVELLO DI SCUOTIMENTO
• Magnitudo
– Più grande è la magnitudo, maggiore è l’energia rilasciata
• Distanza
– Lo scuotimento si attenua con la distanza, a causa dell’amplificazione
delle dimensioni del fronte d’onda e di dissipazioni energetiche
• Condizioni locali del suolo
– Amplificazione dovuta alle diverse caratteristiche degli strati di terreno
dall’ipocentro fino in superficie
Approssimativamente, terremoti in
grado di provocare vittime e seri danni
agli edifici, possono essere
caratterizzati da una magnitudo da 5.5
in su.
M=5
M=7
M=6
L’incremento di una unità di magnitudo
corrisponde a un incremento di energia
rilasciata pari a circa trenta volte.
I PIÙ GRANDI TERREMOTI NEL MONDO
TERREMOTI DEGLI ULTIMI 100 ANNI IN ORDINE DI MAGNITUDO
Zona
Anno
Magnitudo
1
Cile
1960
9.5
2
Prince William Sound, Alaska
1964
9.2
3
Andreanof Islands, Alaska
1957
9.1
4
Al largo di Sumatra, Indonesia
2004
9
5
6
Kamchatka
Al lrago della costa dell'Ecuador
1952
1906
9
8.8
7
Northern Sumatra, Indonesia
2005
8.7
8
Rat Islands, Alaska
1965
8.7
9
10
Assam - Tibet
Ningxia-Gansu, China
1950
1920
8.6
8.6
11
Kuril Islands
1963
8.5
12
Banda Sea, Indonesia
1938
8.5
TERREMOTI STORICI IN ORDINE DI PERDITE DI VITE UMANE
Zona
Anno
Perdite umane
1
Regione dello Shansi, Cina
1556
830000
2
Calcutta, India
1737
300000
3
Antiochia, Siria
1526
250000
4
Tientsin e Tangshan,Cina
1976
242000 – M= 8.2
5
6
Tokyo, Giappone
Tokyo e Yokohama
1707
1923
200000
200000 – M= 8.3
7
Nan-chan, Cina
1927
200000 – M= 8.3
8
Sud Est Asiatico
2004
140000 – M= 9.0
9
Hokkaido
1730
130000
10
Turkmeinstan, URSS
1948
110000
11
12
13
Chihli, Cina
Gansu, Cina
Reggio Calabria e Messina, Italia
1290
1920
1908
100000
100000 – M= 8.6
86000 – M= 7.2
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Gli effetti del
terremoto in Italia
Terremoto di Reggio Calabria e Messina, 1908
Terremoto del Friuli, 1976
Terremoto in Irpinia e Basilicata, 1980
Terremoto di Umbria e Marche, 1997
Terremoto del Molise, 2002
Terremoto dell’Aquila, 2009
REGGIO CALABRIA E MESSINA , 1908
M = 7.2, 86000 VITTIME
9
Messina, 27 dicembre 1908
Messina, 29 dicembre 1908
10
