I terremoti e le scale di valutazione

I TERREMOTI E LE SCALE DI VALUTAZIONE

Un terremoto è un movimento brusco e rapido che si manifesta sulla superficie terrestre con una serie di scosse dovute alle onde sismiche originatesi in un punto più o meno profondo della crosta terrestre o del mantello, dove è avvenuta un'improvvisa rottura di equilibrio.

Quelli che noi percepiamo, e che sono più o meno dannosi, però, non sono tutte le scosse che effettivamente si generano al di sotto della crosta. Alcuni sismi sono così leggeri da sfuggire alla nostra percezione e da essere registrati solo dai sismogrammi. Per classificare e distinguere i diversi terremoti la Sismologia ha fornito alcuni strumenti come la scala delle intensità alla quale è stata affiancata la valutazione della magnitudo. Rispettivamente parliamo, in Europa, di scala Mercalli e scala Richter.

L'intensità di un terremoto è stabilita in base agli effetti prodotti sulle opere naturali ed artificiali del territorio. Sono questi dei dati macrosismici ed ovviamente sono strettamente legati alla zona in cui il terremoto è stato percepito. Per similitudine di questa caratteristica si dividono le zone e si racchiudono in una serie di curve concentriche dette isosisme, la più interna delle quali comprende l'epicentro, diverso dall'epicentro individuato dai sismografi (per i quali è la zona dalla quale si propagano le onde superficiali). La forma geometrica più o meno regolare delle isosisme deriva dalla natura e struttura geologica dell'area in esame, sulla quale queste curve ci forniscono varie informazioni: se le isosisme sono ben distanziate la struttura geologica è regolare e la propagazione delle onde è stata diretta; se le isosisme sono ravvicinate le onde sono state smorzate dai materiali incontrati che ne hanno deviato la propagazione.

Con tutte queste informazioni si sono costruite due scale di intensità quella Medvedev-Sponheuer-Karnik (MSK), utilizzata soprattutto nei paesi dell'est europeo, ed in Italia accanto a quella Mercalli-Cancani-Sieberg (MCS), utilizzata soprattutto in Europa e America. Quest'ultima è divisa in 12 gradi che vanno dal terremoto debole a quello distruttivo.

Per quanto riguarda la scala Richter possiamo invece dire che sia più obiettiva in quanto valuta la quantità di energia liberata dal terremoto, fornita da una fitta rete di sismografi.

Chiamarla scala è improprio: essa, infatti, non ha divisioni in gradi, limiti inferiori o superiori, la valutazione dell'energia liberata da un sisma è associata ad un indice, detto magnitudo. Lo stesso Richter aveva spiegato che questa forza non dipende dalla scala, ma dall'energia massima che può essere accumulata nella roccia prima che si rompa e produca il terremoto.

Nel sismogramma, a parità di distanza dalla sorgente, un sisma più grande di un altro fa registrare oscillazioni più ampie. Chiamata A l'ampiezza massima delle onde registrate, e A₀ l'ampiezza massima delle onde di un terremoto campione (valore che cambia a seconda della stazione che lo registra e della distanza dall'epicentro), il rapporto fra A e A₀ ci fornisce quella forza fisica che Richter chiamò magnitudo M di un terremoto. Ci si rese conto però che i valori di magnitudo potevano diventare troppo grandi in quanto l'ampiezza massima registrata da un forte sisma può essere anche dieci milioni di volte maggiore di quella di un terremoto debole; è per questo che si fece ricorso all'uso dei logaritmi in base dieci. Così la magnitudo si ottiene rapportando il logaritmo decimale dell'ampiezza massima di una scossa(A) e il logaritmo decimale dell'ampiezza che verrebbe prodotta dal terremoto campione alla stessa distanza epicentrale (A₀).

M = log₁₀ A - log₁₀ A₀

Da ciò si ricava che un aumento di una unità nella magnitudo corrisponde ad un aumento di un fattore 10 nell'ampiezza del movimento del terreno, ed una liberazione di energia circa 30 volte maggiore.

Possiamo quindi comprendere perché la scala non abbia limiti inferiori o superiori:

• Se A=A₀ la magnitudo è zero, la forza del terremoto è uguale a quella del sisma di riferimento e lo zero della scala equivale ad un'energia liberata pari a 10⁵ Joule;
• Se A è maggiore di A₀, M è positivo, il massimo valore registrato nel XX sec, è stato di magnitudo 8.6 equivalente all'energia di 10¹⁸ J;
• Se A è minore di A₀ M diventa negativo ed il terremoto provoca oscillazioni ampie qualche frazione di millesimo di millimetro, i sismografi più sensibili sono arrivati a misurare una magnitudo -2 o -3, equivalente a 10 e 10³ J.

È infine importante precisare che la magnitudo non è una misura diretta dell'energia totale liberata da un terremoto, ma è correlabile ad essa tramite relazioni empiriche; in Italia tale relazione è:

log E = 9,15 + 2,15M.