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I terremoti appunti di scienze, Appunti di Scienze della Terra

Appunti sui terremoti e sulle probabilità di rischio sismico in Italia

Tipologia: Appunti

2022/2023

Caricato il 17/05/2023

federica-doppido
federica-doppido 🇮🇹

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Il calore interno è il motore della dinamica endogena
All'interno della Terra è intrappolata una grande quantità di energia, che deriva in buona
parte dalla radioattività delle rocce profonde. Parte di questa energia viene dispersa
all'esterno sotto forma di calore, essa è infatti responsabile dell'intensa attività geologica che
caratterizza il nostro pianeta.
I fenomeni geologici determinati dalla dispersione del calore interno della Terra sono
chiamati processi endogeni ed i processi endogeni più evidenti sono le eruzioni vulcaniche e
i terremoti.
Le stesse forze che generano l'attività sismica e vulcanica sono responsabili di molti altri
fenomeni geologici che si realizzano in tempi lunghissimi, per esempio, hanno cause
endogena anche processi come la formazione delle catene montuose e le deformazioni di
grandi masse rocciose.
L'Italia ha un territorio geologicamente instabile
L'attività endogena attualmente non è distribuita in modo uniforme sulla superficie terrestre,
infatti alcune regioni geografiche oggi sono stabili, mentre altre sono fortemente instabili.
L'Italia è in una fase di attiva evoluzione a causa dei molteplici fenomeni endogeni che la
caratterizzano.
Dal punto di vista geologico l'Italia è un Paese giovanissimo che si è evoluto rapidamente,
ed il nostro Paese è tuttora molto attivo dal punto di vista geologico, come testimoniano i
vulcani e i frequenti terremoti. Basti pensare che sul territorio italiano l'Istituto Nazionale di
Geofisica e Vulcanologia rileva una media di 35 terremoti al giorno. Questi eventi sismici si
concentrano nelle aree più attive e dinamiche, in particolare in corrispondenza delle Alpi e
degli Appennini e lungo le catene montuose della Calabria. L'instabilità geologica si
manifesta anche con movimenti verticali e orizzontali che non percepiamo perché
avvengono molto lentamente e in modo graduale, ma che sono costantemente monitorati
dai geologi.
La necessità di un quadro globale
Le manifestazioni più evidenti dell'attività endogena sono i terremoti e le eruzioni vulcaniche.
Lo studio scientifico di questi fenomeni si è sviluppato in modo sistematico solo a partire
dagli inizi del secolo scorso. In breve si è compreso che i singoli eventi sono espressione di
processi più generali che interessano ampie regioni della crosta terrestre e che causano
anche altri effetti. Per comprenderli è necessario riferirsi a una teoria globale che spieghi
quali forze agiscono all'interno della Terra, come generano l'attività sismica e vulcanica,
perché esistono aree stabili e instabili.
Le ricerche si sono indirizzate su due fronti: da un lato la prevenzione e la riduzione dei
rischi nelle aree instabili, dall'altro la comprensione dei fenomeni che generano la dinamica
endogena nella sua globalità. Questi due aspetti sono legati tra loro: la conoscenza del
quadro globale ci aiuta a progredire nella comprensione dei meccanismi dei singoli eventi e
ogni dato raccolto in seguito a un evento sismico o vulcanico ci fornisce indicazioni per
migliorare il modello globale della dinamica endogena.
In questo contesto la sismologia (cioè lo studio dei terremoti) ha svolto un ruolo decisivo: la
raccolta sistematica di dati e la loro paziente elaborazione hanno consentito di comprendere
non solo il meccanismo dei terremoti ma anche la struttura interna della Terra.
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Il calore interno è il motore della dinamica endogena All'interno della Terra è intrappolata una grande quantità di energia, che deriva in buona parte dalla radioattività delle rocce profonde. Parte di questa energia viene dispersa all'esterno sotto forma di calore, essa è infatti responsabile dell'intensa attività geologica che caratterizza il nostro pianeta. I fenomeni geologici determinati dalla dispersione del calore interno della Terra sono chiamati processi endogeni ed i processi endogeni più evidenti sono le eruzioni vulcaniche e i terremoti. Le stesse forze che generano l'attività sismica e vulcanica sono responsabili di molti altri fenomeni geologici che si realizzano in tempi lunghissimi, per esempio, hanno cause endogena anche processi come la formazione delle catene montuose e le deformazioni di grandi masse rocciose. L'Italia ha un territorio geologicamente instabile L'attività endogena attualmente non è distribuita in modo uniforme sulla superficie terrestre, infatti alcune regioni geografiche oggi sono stabili, mentre altre sono fortemente instabili. L'Italia è in una fase di attiva evoluzione a causa dei molteplici fenomeni endogeni che la caratterizzano. Dal punto di vista geologico l'Italia è un Paese giovanissimo che si è evoluto rapidamente, ed il nostro Paese è tuttora molto attivo dal punto di vista geologico, come testimoniano i vulcani e i frequenti terremoti. Basti pensare che sul territorio italiano l'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia rileva una media di 35 terremoti al giorno. Questi eventi sismici si concentrano nelle aree più attive e dinamiche, in particolare in corrispondenza delle Alpi e degli Appennini e lungo le catene montuose della Calabria. L'instabilità geologica si manifesta anche con movimenti verticali e orizzontali che non percepiamo perché avvengono molto lentamente e in modo graduale, ma che sono costantemente monitorati dai geologi. La necessità di un quadro globale Le manifestazioni più evidenti dell'attività endogena sono i terremoti e le eruzioni vulcaniche. Lo studio scientifico di questi fenomeni si è sviluppato in modo sistematico solo a partire dagli inizi del secolo scorso. In breve si è compreso che i singoli eventi sono espressione di processi più generali che interessano ampie regioni della crosta terrestre e che causano anche altri effetti. Per comprenderli è necessario riferirsi a una teoria globale che spieghi quali forze agiscono all'interno della Terra, come generano l'attività sismica e vulcanica, perché esistono aree stabili e instabili. Le ricerche si sono indirizzate su due fronti: da un lato la prevenzione e la riduzione dei rischi nelle aree instabili, dall'altro la comprensione dei fenomeni che generano la dinamica endogena nella sua globalità. Questi due aspetti sono legati tra loro: la conoscenza del quadro globale ci aiuta a progredire nella comprensione dei meccanismi dei singoli eventi e ogni dato raccolto in seguito a un evento sismico o vulcanico ci fornisce indicazioni per migliorare il modello globale della dinamica endogena. In questo contesto la sismologia (cioè lo studio dei terremoti) ha svolto un ruolo decisivo: la raccolta sistematica di dati e la loro paziente elaborazione hanno consentito di comprendere non solo il meccanismo dei terremoti ma anche la struttura interna della Terra.

Lo studio delle manifestazioni più eclatanti dell'attività endogena, i terremoti e le eruzioni vulcaniche, permette di prevenire e ridurre i rischi nelle aree instabili e nel contempo fornisce una migliore comprensione dei fenomeni endogeni nella loro globalità. I terremoti: eventi naturali, improvvisi e imprevedibili Un terremoto (o sisma) è un'improvvisa, rapida vibrazione del terreno causata dal rilascio di una grande quantità di energia meccanica accumulata nel sottosuolo. Tale energia viene liberata in seguito alla rottura di un equilibrio interno in profondità, nel sottosuolo si verificano talora fenomeni che deformano, comprimono e stirano le rocce che, in modo simile a una molla compressa, accumulano energia potenziale. Quando gli sforzi meccanici a cui sono sottoposte superano il loro limite di resistenza, le rocce deformate si fratturano, riprendono la loro forma e rilasciano l'energia accumulata, in parte sotto forma di calore, in parte sotto forma di onde elastiche che, giungendo in superficie, generano le scosse che percepiamo. Le onde elastiche generate durante un terremoto sono chiamate onde sismiche, deformano i materiali che attraversano e trasportano energia dall'interno della Terra verso la superficie. Il terremoto ha origine in un punto all'interno della Terra chiamato ipocentro, che può trovarsi a una profondità variabile da poche decine di metri a centinaia di chilometri. Dall'ipocentro le vibrazioni si propagano come onde sferiche in tutte le direzioni dello spazio, sia verso l'interno, sia verso la superficie della Terra. Il punto della superficie terrestre situato sulla verticale dell'ipocentro è denominato epicentro e viene raggiunto per primo dalle onde sismiche. Il terremoto è considerato superficiale se la distanza tra l'epicentro e l'ipocentro è inferiore ai 60-70 km, intermedio se la distanza è compresa fra 300 e 500 km e profondo se questa è tra 500-700 km. Non sono stati finora registrati terremoti con ipocentro più profondo di 720 km; questo dato è significativo, i sismi hanno origine negli involucri più esterni della Terra, cioè nella crosta e nel mantello superiore ed in genere, a parità di energia liberata, minore è la profondità dell'ipocentro, maggiori sono gli effetti del sisma sulla superficie terrestre, dove il terremoto può generare scosse sussultorie (verticali), ondulatorie (orizzontali) o rotatorie in base alla direzione prevalente del movimento. Le scosse possono durare da pochi secondi a circa un minuto. Raramente un terremoto si esaurisce con una sola scossa, di solito le vibrazioni si succedono a intervalli irregolari, per giorni o per mesi. Non c'è comunque un modello standard che renda prevedibile l'evoluzione di un terremoto. I danni che i terremoti provocano dipendono da molteplici fattori I sismi che si verificano nel mondo in un anno sono diversi milioni. Nella maggior parte dei casi questi terremoti non sono percepiti dalle persone perché avvengono in aree deserte o lontane dai centri abitati, oppure perché le scosse sono molto lievi e possono essere registrate solo dagli strumenti presenti nelle stazioni di rilevamento appositamente allestite. I terremoti significativi, ossia in grado di produrre danni considerevoli o vittime, sono circa una sessantina ogni anno, di questi circa una ventina ha effetti catastrofici. Ci sono diversi metodi per misurare la forza dei terremoti. Il primo metodo è noto come MCS o scala delle intensità. La scala MCS assegna a ogni sisma un valore, detto grado di intensità, determinato valutando gli effetti delle scosse sismiche sulla popolazione, sui manufatti e sull'ambiente. Il grado d'intensità cresce da I a XII e si assegna località per località, osservando gli effetti prodotti dal terremoto e facendo riferimento a una scala di valori predefiniti.

sismogramma dipende principalmente da due fattori: la forza del terremoto e la distanza della stazione di rilevamento dall'epicentro. La scala Richter misura la magnitudo di un terremoto, la quale rappresenta l'energia liberata dall'evento sismico nell'ipocentro. I terremoti e le faglie In base alla loro origine, possiamo distinguere tre categorie di terremoti.

  1. I terremoti di sprofondamento e di assestamento che sono causati da eventi come il crollo improvviso della volta di una grotta, una frana imponente, un'esplosione molto forte. Talvolta sono violenti, ma interessano un'area molto limitata e si esauriscono in un solo episodio.
  2. I terremoti vulcanici precedono o accompagnano le eruzioni. Sono causati dai movimenti del magma nel sottosuolo o dalla spinta dei gas che premono dall'interno di condotti e crateri ostruiti. Possono essere tremori, scosse ricorrenti o eventi catastrofici, ma hanno sempre ipocentro superficiale.
  3. I terremoti tettonici si verificano in particolari zone della crosta per opera di forze endogene che agiscono per lungo tempo generando tensioni nelle masse rocciose sepolte in profondità. Non sono quasi mai episodi isolati e occasionali, perché sono legati a situazioni di generale instabilità della litosfera che non si esauriscono con un unico sisma. I terremoti tettonici hanno una particolarità che li distingue dai terremoti di assestamento e da quelli vulcanici e questa particolarità è che i loro ipocentri si collocano in corrispondenza delle faglie. Una faglia è una frattura tra due blocchi di roccia lungo la quale si verifica, o si è verificato nel passato, un movimento relativo delle parti adiacenti alla frattura. Il movimento di scorrimento dei blocchi rocciosi si chiama dislocazione e avviene lungo una superficie, detta piano di faglia, che può essere orizzontale, verticale o inclinata. Il movimento di dislocazione può essere improvviso, oppure di lento scorrimento (creep), ma in ogni caso è sempre misurabile. La teoria del rimbalzo elastico Secondo la teoria del rimbalzo elastico, i terremoti tettonici si verificano quando un blocco roccioso sottoposto a spinte orientate, dopo aver immagazzinato energia elastica fino al raggiungimento del limite di rottura, libera tale energia sotto forma di onde sismiche. Monitorare le faglie per prevedere i terremoti? Sebbene le faglie siano costantemente monitorate, allo stato attuale delle conoscenze non è possibile prevedere i terremoti tettonici in modo deterministico, ma si possono fare delle previsioni sulla probabile intensità dell'evento sismico e si possono identificare le zone più a rischio. La pericolosità sismica, il rischio sismico e la prevenzione

Sebbene non sia possibile prevedere o impedire il singolo evento sismico, con i dati disponibili è possibile calcolare la pericolosità sismica di una regione, la pericolosità sismica di una regione è la probabilità che in essa si verifichi, in un certo intervallo di tempo, un terremoto in grado di causare danni. Per stabilire la pericolosità sismica di un'area si rilevano i terremoti avvenuti in passato catalogandoli in base all'intensità e alla magnitudo. Sulla base delle informazioni raccolte, si elaborano carte della pericolosità sismica che consentono di stabilire se in una regione esistono alte o basse probabilità che si verifichi un evento sismico grave. Tali carte non servono né per prevedere i terremoti, né per modificarne gli effetti, ma vengono utilizzate per stabilire qual è il rischio sismico di una regione. Il rischio sismico è una valutazione indicativa dei danni che un terremoto potrebbe produrre in una data regione, sia in termini di persone coinvolte sia in termini di costi economici. Tale valutazione viene effettuata considerando non solo la pericolosità sismica della regione, ma anche l'esposizione e la vulnerabilità sismiche: ● l'esposizione sismica viene definita in base alla distribuzione e al valore dei beni e delle attività presenti sul territorio, che possono essere danneggiati direttamente o indirettamente dall'evento sismico (insediamenti, edifici, attività economico- produttive, infrastrutture, densità di popolazione) e serve per valutare i costi che un sisma può avere in termini di perdite e di interventi di recupero; ● la vulnerabilità è la predisposizione da parte di persone, edifici o attività a subire danni o modifiche in seguito a un terremoto. In base alla valutazione di questi tre parametri (pericolosità, esposizione, vulnerabilità) in ogni paese si costruiscono carte del rischio sismico e si progettano interventi di prevenzione specifici. La prima forma di prevenzione è la costruzione di edifici, ponti, strade, porti, dighe e altre infrastrutture che rispettino la normativa antisismica, la quale stabilisce regole precise per la scelta corretta dei terreni e dei materiali da utilizzare e definisce le caratteristiche costruttive degli edifici. Un secondo aspetto utile per la prevenzione consiste nell'elaborazione di piani di evacuazione e di soccorso e di strategie per preparare la popolazione ad affrontare un evento sismico.