Il Terremoto

Il Terremoto è il fenomeno naturale che consiste nell'improvvisa liberazione di energia meccanica da un punto della Terra, sotto forma di vibrazioni che si propagano nella roccia in tutte le direzioni. Per quanto possa apparire contrario all'esperienza comune questi, non è un fenomeno sporadico e casuale, i sismi che si verificano durante tutto l'anno nella terra sono più di un milione; solo quelli più forti sono sentiti dagli uomini.

Il fatto che questi fenomeni si realizzano continuamente nel tempo non significa che si verifichino ovunque. Questi infatti si manifestano solo in alcune zone dette sismiche mentre sono assenti in quelle asismiche.

Il punto in cui ha origine il terremoto prende il nome di ipocentro; si può trovare anche a notevole profondità al di sotto della superficie terrestre, fino a un massimo di circa 700 km; il punto della superficie terrestre corrispondente all'ipocentro - quello raggiunto per primo dalle onde sismiche provenienti dall'ipocentro - prende il nome di epicentro.

Le vibrazioni possono avere diversi gradi di intensità: a volte sono appena percettibili, in qualche caso, invece, distruttive. Nel processo sismico vengono generati sei tipi di onde; due di essi sono classificati come onde di volume (si propagano all'interno della Terra); gli altri quattro come onde di superficie. Le onde di volume si suddividono in primarie o di compressione (onde P longitudinali) e secondarie o trasversali (onde S trasversali). Le primarie, in qualità di onde longitudinali, provocano successive compressioni e decompressioni della materia nella stessa direzione in cui si propagano, mentre le secondarie, in qualità di onde trasversali, provocano l'oscillazione delle particelle di materia investite in direzione perpendicolare alla direzione di propagazione. Le onde P viaggiano a velocità maggiore delle onde S, pertanto sono le prime a poter essere rilevate dai sismografi delle stazioni di osservazione distribuiti in tutto il mondo. Un altro tipo di onde sono dette di Love, le particelle vengono spostate trasversalmente.

Lo studio delle vibrazioni che comportò la scoperta delle onde è da attribuirsi a Reid. Il nostro notò, studiando il terremoto di San Francisco, che numerosi elementi erano stati troncati o deviati dalla loro posizione iniziale di diversi metri. Lo spostamento, però era avvenuto gradualmente anche prima del sisma. Reid giunse alla conclusione che le rocce, sottoposte a qualche sforzo, si comportano in maniera elastica e si deformano fino a che non viene raggiunto il limite di rottura: in quel momento nella parte più debole della massa rocciosa si innesca una spaccatura che da origine alla faglia. L'energia accumulata viene dunque liberata bruscamente e da vita al fenomeno sismico.

Grazie a questo studio si è riusciti a conoscere il ciclo sismico. Questo si compone di quattro fasi:

Intersismico inizia l'accumulo di energia;

Presismico deformazione delle rocce si accentua fino a toccare livelli critici;

Cosismico l'energia si libera producendo il terremoto vero e proprio;

Postsismico comporta il passaggio della regione interessata verso un nuovo equilibrio attraverso una serie di scosse di assestamento

In base alla natura della causa scatenante, si distinguono due tipi di terremoti: quelli di origine tettonica e quelli di origine vulcanica.

I terremoti di origine tettonica, di gran lunga i più devastanti, si verificano lungo i margini delle zolle litosferiche. Queste ultime, come afferma la teoria della tettonica a zolle, sono le placche rigide in cui è suddivisa la litosfera terrestre, che scorrono sulla sottostante astenosfera muovendosi le une rispetto alle altre. A seconda dei casi, una zolla si può muovere contro un'altra (il margine tra le due si dice allora margine convergente), se ne può allontanare (margine divergente) o può scorrere rispetto alla zolla adiacente (margine trasforme). In corrispondenza dei margini, le forze di tensione di origine tettonica stirano o comprimono le rocce delle placche adiacenti fino a quando, superato il loro limite di elasticità, liberano l'energia accumulata e scatenano il terremoto.

A seconda del tipo di margine interessato, i terremoti hanno caratteristiche diverse. Quelli che si verificano in corrispondenza dei margini convergenti, e in particolare delle zone di subduzione, costituiscono quasi la metà dei terremoti più distruttivi e liberano circa il 75% di tutta l'energia sismica. Sono concentrati lungo la cosiddetta "cintura di fuoco" del Pacifico, una banda lunga circa 38.600 km che contorna tutto l'oceano. In questo caso, l'ipocentro del sisma può essere anche molto profondo (da 300 a 700 km). Il disastroso terremoto del Venerdì Santo, che nel 1964 devastò l'Alaska, è un esempio di questo tipo di sisma.

In corrispondenza dei margini divergenti, e in particolare delle dorsali medio-oceaniche, si verificano perlopiù terremoti di intensità moderata, con ipocentro situato a profondità intermedie (tra 70 e 300 km al di sotto della superficie). La maggior parte di questi sismi sono talmente deboli da non poter essere percepiti, se non dalle apposite, sensibilissime strumentazioni, e rappresentano solo il 5% di tutta l'energia sismica rilevata sulla Terra.

In corrispondenza dei margini convergenti di placche continentali, dove le forze compressive producono l'innalzamento delle catene montuose (orogenesi), si verificano i terremoti tettonici con ipocentro superficiale (tra 0 e 70 km di profondità) o intermedio (tra 70 e 300 km); la maggior parte di essi ha sede oggi lungo la fascia che decorre dal mar Mediterraneo al mar Caspio e all'Himalaya, fino al golfo del Bengala: qui viene liberato il 15% dell'energia sismica terrestre.

Un'altra categoria di terremoti tettonici comprende i rari ma distruttivi eventi sismici che si sviluppano in aree lontane dai margini di zolla tettonica. Ne sono un esempio le tre potenti scosse che colpirono la regione di New Madrid, Missouri, nel 1811 e nel 1812. Abbastanza potenti da essere percepite a oltre 1500 km di distanza, queste scosse produssero movimenti tali da modificare il corso del fiume Mississippi.

I terremoti di origine vulcanica sono raramente molto intensi e distruttivi, ma hanno particolare interesse perché in genere preannunciano incombenti eruzioni vulcaniche, come accadde in occasione dell'eruzione del monte Saint Helens, nello stato di Washington, nel maggio 1980. Tali terremoti hanno origine quando il magma sale verso la superficie, riempiendo le camere magmatiche che alimentano un vulcano. I fianchi e la sommità dell'edificio vulcanico si rigonfiano, e la rottura delle rocce sottoposte a tensione può essere segnalata da serie di piccoli terremoti. Sull'isola di Hawaii, i sismografi possono registrare fino a un migliaio di queste piccole scosse prima del verificarsi di un'eruzione.

I sismologi dispongono essenzialmente di due scale di intensità per descrivere i terremoti in termini quantitativi: la scala Richter e la scala Mercalli.

La scala Richter (dal nome del sismologo statunitense Charles Francis Richter) misura l'energia rilasciata all'ipocentro di un terremoto. Si tratta di una scala logaritmica, espressa in 9 gradi di magnitudo; trattandosi di una scala logaritmica, un terremoto di magnitudo 7 è dieci volte più potente di uno di magnitudo 6, cento volte più potente di uno di magnitudo 5, mille volte più potente di uno di magnitudo 4 e così via. Si valuta che ogni anno si verifichino nel mondo circa 800 terremoti di magnitudo compresa tra 5 e 6, circa 50.000 di magnitudo fra 3 e 4, e uno solo tra 8 e 9. Teoricamente, la scala Richter non ha limite superiore, ma fino al 1979 si pensava che un terremoto di magnitudo 8,5 fosse il più potente possibile. Da allora, i miglioramenti apportati alle tecniche di misurazione sismica hanno consentito ai sismologi di raffinare la scala e attualmente il limite è considerato 9,5.

La scala Mercalli, introdotta all'inizio del XX secolo dal sismologo italiano Giuseppe Mercalli, è una scala di tipo diverso, che quantifica l'intensità di un terremoto sulla base dei danni prodotti. Originariamente suddivisa in 10 gradi, è stata in seguito perfezionata e portata a 12. Dal momento che gli effetti sismici superficiali si attenuano all'aumentare della profondità dell'ipocentro e della distanza da questo, il grado Mercalli assegnato al sisma dipende dal luogo in cui viene effettuata la registrazione, nonché dalle caratteristiche e dalla natura dei materiali delle strutture presenti nella zona colpita dal sisma. Su questa scala il I grado viene assegnato a terremoti percepiti da pochissime persone, mentre il XII grado designa terremoti catastrofici che causano distruzione totale. Eventi di intensità pari al II o III grado della scala Mercalli equivalgono approssimativamente a terremoti di magnitudo 3 o 4 sulla scala Richter, e un XI-XII grado sulla scala Mercalli può corrispondere a magnitudo 8-9 sulla scala Richter.