I fenomeni sismici

I fenomeni sismici

Il terremoto è  un fenomeno naturale.Oggi sappiamo che la sismicità è un fenomeno sempre attivo nel tempo,i terremoti sono concentrati in zone ben precise. La sismologia,cioè lo studio dei terremoti,ha mosso i primi passi nel 18 sec e da allora ha compiuto un lungo cammino e si sono costruiti strumenti capaci di ascoltare e di registrare le vibrazioni della terra. I terremoti sono divenuti,così,la principale fonte di conoscenza sull'interno della Terra. Oggi,vi è un nuovo traguardo ,quello di ridurre i pericoli dei terremoti per l'uomo,cercando di elaborare strategie efficaci per la difesa dal rischio sismico,e lo faremo attraverso tre parti.

*Nella prima parte affronteremo il problema della natura e dell'origine del terremoto,cioè il meccanismo che provoca violente perturbazioni all'interno della Terra,tali perturbazioni si propaghino per onde a tutto il pianeta ,fino in superficie. Attraverso la registrazione delle onde sismiche si può valutare la forza di un terremoto ,è noto che terremoti diversi possono liberare quantità molto diverse di energia.

*Nella parte successiva riassumeremo le informazioni sul nostro pianeta che ci vengono dai terremoti.

*In ultimo prenderemo in esame,il problema di come dobbiamo difenderci dagli effetti dei terremoti.

Il terremoto non è un fenomeno casuale:i sismi che si verificano in un anno in tutta la Terra sono circa un milione(il che significa in media uno ogni trenta secondo).Ovviamente,solo qualche migliaio di essi è abbastanza forte da essere percepito dall'uomo.La grandissima maggioranza dei sismi è registrata solo da strumenti molto sensibili.I sismi si manifestano entro certe fasce della superficie terrestre che vengono dette sismicamente attive o,sismiche,mentre mancano in altre aree,definite asismiche è bene chiarire che un'area è detta asismica perché al suo interno non si generano terremoti,ma risente degli effetti,dovuti al propagarsi di vibrazioni. Un terremoto è in effetti una vibrazione più o meno forte della Terra prodotta da una rapida liberazione di energias meccanica n qualche punto al suo interno.Il punto in cui l'energia si libera,all'interno della Terra,è detto Ipocentro(ofuoco) del terremoto:da esso l'energia si propaga per onde sferiche che,attraversano tutta la Terra.

Verso la metà del secolo scorso Robert Mallet ,un brillante ingegnere irlandese,era arrivato alla conclusione che un terremoto consiste in una serie di onde elastiche che si propagano attraverso la Terra,causate dalla deformazione o frattura di masse rocciose nel sottosuolo.Il terremoto di San Francisco tristemente famoso per le vittime e i danni che provocò,fu accompagnato da grandi movimenti del terreno lungo quella che era da tempo nota come faglia di San Andreas,una profonda lacerazione nella crosta terrestre che si estende per quasi 1.000 attraverso la California meridionale. Dopo il terremoto strade,corsi d'acqua risultarono bruscamente troncati e le estremità spostate lateralmente l'una rispetto all'altra anche di 6 metri. Reid mise in evidenza che,prima del terremoto,anno dopo anno ,quelle strade e palizzate e quei corsi d'acqua si erano gradualmente incurvati nel tratto in cui attraversavano il percorso della faglia,come se i terreni ai lati di quest'ultima si fossero mossi in direzioni opposte;il movimento era stato molto lento, ma continuo. Reid giunse alla conclusione che le rocce,sottoposte a qualche sforzo,si comportano  in maniera elastica e si deformano progressivamente fino a che non viene raggiunto il limite di rottura,in quel momento nella massa rocciosa avviene una lacerazione a partire dal punto più debole e si crea una faglia. Le due parti dell'originaria massa rocciosa sono libere allora di reagire elasticamente ,e riacquistano il loro volume e la loro posizione di equilibrio. Il comportamento delle masse rocciose ai due lati della faglia è simile a quello di un elastico che ( si allunga) quando viene teso,e se si rompe,ritorna nelle condizioni iniziali. Secondo il modello del rimbalzo elastico (o della reazione elastica), come lo definì lo stesso Reid, con il brusco ritorno delle masse rocciose all'equilibrio,l'energia elastica accumulata durante la deformazione si libera, in parte sotto forma di calore ,in parte sotto forma di violente vibrazioni, che si propagano verso tutte le direzioni.

In base alla teoria del rimbalzo elastico una zona in cui si è appena manifestato un terremoto dovrebbe aver raggiunto un nuovo equilibrio,che garantirebbe un periodo di tranquillità sismica,tornerà però ad accumulare nuova energia,fino al manifestarsi di un'altra crisi sismica. L'intero processo si può chiamare ciclo sismico,che si ripete sistematicamente nell'evoluzione geologica di una regione. In tale ciclo sismico si distinguono quattro stadi. Nello stadi intersismico:inizia l'accumulo di energia,la quale si libera poi come vibrazioni. Nello stadi presismico:la deformazione elastica della roccia si accentua progressivamente . Nello stadi cosmico l'energia potenziale ,si libera sotto forma di calore e di movimento,producendo il terremoto vero e proprio. Infine, lo stadio postsismico comporta il passaggio della regione verso un nuovo equilibrio,attraverso una serie di scosse successive (o repliche). Le repliche possono protarsi per mesi o anni. I terremoti possono verificarsi solo là dove esistono strutture geologiche in movimento.

Propagazione e registrazione delle onde sismiche

Una parte dell'energia che si libera all'ipocentro si propaga come onde sismiche attraverso le rocce circostanti.I movimenti all'ipocentro producono differenti tipi di deformazioni,cui corrispondono diversi tipi di onde. Nella zona posta in superficie sulla verticale dell'ipocentro,detta epicentro del terremoto,arriva così un groviglio di onde di ogni frequenza e velocità e il terreno vibra a lungo e più violentemente. Per riconoscere i tipi di onde emesse da un terremoto bisogna portarsi ad una certa distanza dall'epicentro. È stato così possibile distinguere tre gruppi di onde:

*onde di compressione o longitudinali;

*onde di taglio o trasversali;

*onde superficiali.

Le onde longitudinali o di compressione(dette anche P) con movimento orizzontale e comprime i blocchi rocciosi,subendo rapide variazioni di volume. Le onde trasversali (o di taglio) al loro passaggio le particelle di roccia compiono delle oscillazioni perpendicolari con andamento ondulatorio;la roccia subisce variazioni di forma,ma non di volume.Quando le onde interne raggiungono la superficie,si trasformano in parte in onde superficiali,che si propagano dall'epicentro lungo la superficie terrestre. Le onde superficiali sono più lunghe di quelle interne e si muovono più lentamente.

La lettura dei sismogrammi

La registrazione del movimento sismico si chiama sismogramma. I diversi tipi di onde prodotte in un terremoto si propagano con velocità differenti e seguendo percorsi di diversa lunghezza. Il sismogramma appare molto complicato o confuso. A una certa distanza dall'epicentro,invece,i gruppi di onde cominciano a separarsi e nel sismogramma si riconosce una struttura fondamentale. L'inizio delle oscillazioni e la prima parte del sismogramma corrispondono all'arrivo delle onde P;nella parte centrale del sismogramma all'arrivo delle onde S;nell'ultima parte del sismogramma compaiono le onde superficiali. Dalla lettura del sismogramma,si possono ricavare numerose informazioni,come la potenza e la durata del terremoto,la posizione dell'epicentro,la profondità dell'ipocentro. L'esame accurato di un sismogramma può fornire anche indicazioni sulla profondità dell'ipocentro. Sono stati così distinti terremoti superficiali,intermedi,e profondi. Il terremoto più profondo finora registrato è avvenuto in Giappone.

La forza di un terremoto

Alcuni terremoti sono così forti da sconvolgere vaste aree,altri sono invece così deboli da essere percepiti ma con effetti modesti;altri ancora sono così leggeri da essere avvertiti solo dai sismografi. La Sismologia ha fornito un primo strumento  con la proposta della scala delle intensità,basata sullo studio degli effetti del terremoto;in seguito a tali scale è stata affiancata la valutazione della magnitudo,cioè della grandezza di un terremoto,che meglio può definire la forza del terremoto.

Valutare gli effetti di un terremoto:

Le scale di intensità

I primi dati per valutare la forza di un terremoto sono stati,gli effetti prodotti dai sismi sul territorio. Attualmente la scala di intensità più usata in Europa e in America è la scala Percalli,divisa in 12 gradi. Nelle scale di confronto per terremoti,l'intensità viene stabilita in base alla valutazione degli effetti prodotti dal terremoto su persone ,su manufatti e sul terreno:sono, questi, i dati macrosismici di un terremoto. Ad ogni località viene così assegnato un grado di intensità. Dopo aver riportato su una rappresentazione cartografica i valori dell'intensità per ciascuna località,si tracciano delle linee di confine tra le zone in cui il terremoto si è manifestato:si ottiene in tal modo una serie di curve chiuse,dette isosisme . Le isosisme si sono rilevate un potente strumento di indagine. Le registrazioni strumentali dei terremoti,hanno fornito anche il mezzo per valutare la forza di un terremoto. Fu Richter a proporre di misurare la magnitudo di un terremoto. La scala Richter è una scala logaritmica e misura il magnitudo ossia l'energia del terremoto e si misura in gradi. Non c'è sempre corrispondenza tra intensità e magnitudo. La magnitudo è una misura strumentale della forza del terremoto nel punto in cui questo si è originato. L'intensità,invece,si riferisce agli effetti provocati dal terremoto in una certa zona.