Fenomeni endogeni: i terremoti

Fenomeni endogeni: i terremoti

1 Che cos'è un terremoto

I terremoti mettono in evidenza la presenza di forze nel sottosuolo, capaci di frantumare le rocce; quando questo avviene, vengono liberate onde, in senso verticale ed orizzontale, che generano i terremoti.

I terremoti sono legati alla presenza di fratture sulla crosta terrestre, dette faglie, generalmente profonde un centinaio di chilometri, fino ad un massimo di 600. Più raramente i terremoti sono dovuti a fenomeni di vulcanesimo o ad altre manifestazioni secondarie.

Nel movimento delle placche litosferiche entrano in gioco le forze di compressione, che spingono gli ammassi rocciosi uno contro l'altro, e le forze di distensione, che tendono invece ad allontanarli; più comunemente si manifestano le forze di taglio che fanno scorrere ammassi rocciosi in direzioni opposte, sia orizzontalmente che verticalmente.

Le forze che agiscono sulle rocce sono generalmente deboli, e dunque la roccia si comporta come un corpo plastico, torcendosi; sopra una certo valore accumulato, la roccia va considerata invece un copro rigido, e dunque si spezza per accumulo di energia meccanica, lungo la faglia che viene a formarsi. Di fatto la tensione elastica di un blocco di roccia continua ad accumularsi fino ad un punto critico; i blocchi rocciosi allora si muovono improvvisamente, e l'area diventa il fuoco o ipocentro del sisma. Lo spostamento tra i due blocchi si propaga lungo la faglia a velocità elevate, e può essere anche di alcuni metri. L'energia accumulata dalla roccia viene liberata sotto forma di onde sismiche, che si propagano in tutte le direzioni.

2 Le onde sismiche

Le onde sismiche sono dunque il modo in cui l'energia elastica accumulata si propaga, fino all'esaurimento dell'energia stessa, a causa dell'interazione con la materia attraversata. Le forze che generano un sisma danno luogo a due tipi di deformazione:

Compressione pura: ovvero una variazione del volume ma non della forma della materia attraversata

Forze di taglio: ovvero una deformazione della forma ma non una variazione di volume

Analizziamo dunque i tipi di onde sismiche che si manifestano, considerando i meccanismi che le originano:

Onde longitudinali: è la propagazione ondosa dovuta alla compressione e rarefazione della materia. Avviene a velocità comprese tra 5,5 e 11,7 km/s, in dipendenza dalla densità del materiale attraversato. Essendo le prime ad arrivare in superficie, sono dette anche onde primarie, o onde P

Onde trasversali: sono invece generate dalle forze di taglio, e producono variazioni di forma del materiale attraversato; vibrano perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell'onda, e non si trasmettono nei liquidi. La velocità è circa la metà di quella delle onde P. Sono anche dette onde secondarie, o onde S

Onde superficiali: il primo punto della superficie terrestre raggiunto dal sisma, perpendicolare all'ipocentro, è detto epicentro del terremoto. Le onde superficiali sono una combinazione dei due tipi di onde precedenti, e si dividono in due sottotipi: le onde di Love, simili alle onde S ma senza componenti verticali, muovono il suolo in un piano orizzontale parallelo alla superficie e perpendicolare alla direzione dell'onda; un secondo tipo di onde superficiali sono invece le onde di Rayleigh, che hanno un comportamento analogo a quelle del mare

4 La misura dell'intensità di un terremoto

Il primo sismologo che redasse un sistema di misurazione dei terremoti fu Mallet, che sfruttava carte su cui erano segnati i punti in cui il sisma aveva avuto la stessa intensità per individuare approssimativamente l'epicentro del sisma. La scala De Rossi - Forel prevedeva invece una valutazione dei danni in valori decimali.

Mercalli introdusse a sua volta una scala in decimi che misurava la percezione soggettiva dei danni, successivamente modificata in un sistema in dodicesimi. Il limite della scala Mercalli è la mancanza di un criterio assoluto, dal momento che sismi di potenza uguale possono causare, in luoghi diversi, danni altrettanto diversi.

Al contrario la scala Richter si basa su una misurazione dei valori effettivi di un terremoto, senza considerare i danni e le circostanze accessorie; si basa sulle ampiezze delle onde sismiche, che danno il valore di magnitudo, espresso come il logaritmo in base dieci dell'ampiezza massima dell'onda (in millesimi di millimetro) registrata su un sismografo posto a 100 km dall'epicentro di un terremoto. Richter introdusse anche dei fattori di correzione, considerando che un sismografo raramente si trova a 100 km dall'epicentro di un terremoto.

Recentemente è stata introdotta una nuova scala, che tiene conto del momento sismico di un terremoto, influenzato dall'area della superficie di rottura della faglia, lo spostamento della faglia ed un coefficiente che indica la rigidità della roccia.

5 La distribuzione dei terremoti sulla superficie terrestre

Nonostante nessun luogo sia escluso da rischi sismici, si possono considerare alcune zone particolarmente sismiche. Va inoltre ricordato che i terremoti vengono anche classificati in base alla profondità dell'ipocentro: sopra i 70 km si hanno terremoti superficiali, tra i 70 ed i 300 km i terremoti di profondità intermedia e fino ai 700 km terremoti profondi.

Secondo i rilevamenti, è possibile individuare alcune zone fortemente soggette a rischio sismico:

Dorsali medio oceaniche: ovvero i rilievi sommersi pressappoco al centro degli oceani, da cui provengono terremoti generalmente superficiali

Archi insulari del Pacifico occidentale: ovvero le isole a est dell'Asia, interessate da sismi a profondità variabile

Costa occidentale delle Americhe: spesso si manifestano in questa fascia sismi catastrofici. Va inoltre ricordato che, insieme alle isole del Pacifico occidentale, queste faglie individuano la cintura di fuoco circumpacifica

Sistema alpino-himalayano: come tutti i sistemi orografici di recente formazione, è soggetto a frequenti scosse sismiche 

Va infine ricordato il piano Benioff, dal nome dello scienziato che scoprì come nel Pacifico gli ipocentri dei terremoti oceanici fossero piuttosto superficiali, mentre quelli sempre più all'interno dei continenti continuavano ad abbassarsi seguendo un piano di inclinazione variabile; questa scoperta dovrebbe provare l'esistenza di una zona litosferica al di sotto di una zolla continentale.