scienze della terra-terremoti e maremoti | Appunti di Scienze della Terra

20/04/2023

Diverse tipologie di terreni

Terreno accumula energia elastica, fino ad arrivare al punto critico, in cui si forma la

faglia con spostamento del terreno, che spesso torna in posizione e rimane la faglia. Il

crollo delle strutture dipende dall’intensità, dal metodo di costruzione, dalla

vicinanza o meno dalla faglia, danni economici.

Falda sismogenetica: profonda rottura del terreno che crea spostamento iniziale delle

porzioni di terreno, a volte essi tornano in posizione lasciando la faglia.

I fenomeni sismici

Questo modello di interpretazione dei fenomeni sismici è noto come teoria del

rimbalzo elastico.

Secondo questo modello, l’energia elastica accumulata nel tempo (molti anni) si

libera violentemente (nel giro di secondi, minuti) come energia meccanica e si

propaga in tutte le direzioni sotto forma si onde sismiche.

Le forze in gioco operano su tempi dell’ordine dei milioni di anni.

Concetto di periodo di ritorno: non posso prevedere un terremoto, ma posso

prevedere più o meno quando si presenterà di nuovo. Anche il periodo di ritorno

cambia. L’evento sismico sarà più devastante con un periodo di ritorno più lungo, a

causa del maggiore accumulo di energia.

Una volta liberata l’energia meccanica, nelle ricce inizia ad accumularsi nuova

energia elastica.

I terremoti sono quindi fenomeni ciclici, il cui periodo dipende dalle caratteristiche

geologiche del territorio e dalle forze che agiscono dall’interno del pianeta.

Per una data regione può essere previsto un periodo di ritorno dei terremoti, cioè il

periodo di tempo che mediamente intercorre tra due eventi sismici.

In generale: più breve è il periodo di ritorno, minore è l’energia accumulata nelle

rocce e minore è l’entità del sisma che si produce. Più lungo è il periodo di ritorno,

maggiore è l’energia accumulata e più violento e disastroso(?) è il sisma che si

produce

Onde sismiche

Lo strumento usato per studiare le onde sismiche è il sismografo. I sismografi

Principio di inerzia: mi permette di dire che un corpo tende a mantenere il suo

stato di moto o di quiete finche non viene sottoposto a una forza che modifica il suo

stato iniziale. L’inerzia è la resistenza che da un corpo a modificare il suo stato di

moto o di quiete

Principio del pendolo: pendolo che tende a mantenere il sui stato di moto ma che è

vincolato, nel sismografo il pendolo p vincolato in una sola direzione. Tre sismografi:

1. Movimento verticale del terreno

2. Movimento orizzontale del terreno

Non ne servono di più perché ci potrebbero essere delle imprecisioni e inoltre perché

i movimenti principali sono i due.

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Diverse tipologie di terreni Terreno accumula energia elastica, fino ad arrivare al punto critico, in cui si forma la faglia con spostamento del terreno, che spesso torna in posizione e rimane la faglia. Il crollo delle strutture dipende dall’intensità, dal metodo di costruzione, dalla vicinanza o meno dalla faglia, danni economici. Falda sismogenetica: profonda rottura del terreno che crea spostamento iniziale delle porzioni di terreno, a volte essi tornano in posizione lasciando la faglia. I fenomeni sismici Questo modello di interpretazione dei fenomeni sismici è noto come teoria del rimbalzo elastico. Secondo questo modello, l’energia elastica accumulata nel tempo (molti anni) si libera violentemente (nel giro di secondi, minuti) come energia meccanica e si propaga in tutte le direzioni sotto forma si onde sismiche. Le forze in gioco operano su tempi dell’ordine dei milioni di anni. Concetto di periodo di ritorno : non posso prevedere un terremoto, ma posso prevedere più o meno quando si presenterà di nuovo. Anche il periodo di ritorno cambia. L’evento sismico sarà più devastante con un periodo di ritorno più lungo, a causa del maggiore accumulo di energia. Una volta liberata l’energia meccanica, nelle ricce inizia ad accumularsi nuova energia elastica. I terremoti sono quindi fenomeni ciclici, il cui periodo dipende dalle caratteristiche geologiche del territorio e dalle forze che agiscono dall’interno del pianeta. Per una data regione può essere previsto un periodo di ritorno dei terremoti, cioè il periodo di tempo che mediamente intercorre tra due eventi sismici. In generale: più breve è il periodo di ritorno, minore è l’energia accumulata nelle rocce e minore è l’entità del sisma che si produce. Più lungo è il periodo di ritorno, maggiore è l’energia accumulata e più violento e disastroso(?) è il sisma che si produce Onde sismiche Lo strumento usato per studiare le onde sismiche è il sismografo. I sismografi Principio di inerzia : mi permette di dire che un corpo tende a mantenere il suo stato di moto o di quiete finche non viene sottoposto a una forza che modifica il suo stato iniziale. L’inerzia è la resistenza che da un corpo a modificare il suo stato di moto o di quiete Principio del pendolo: pendolo che tende a mantenere il sui stato di moto ma che è vincolato, nel sismografo il pendolo p vincolato in una sola direzione. Tre sismografi:

Movimento verticale del terreno
Movimento orizzontale del terreno Non ne servono di più perché ci potrebbero essere delle imprecisioni e inoltre perché i movimenti principali sono i due.

Sismografo è costituito da una base ancorata al terreno, un’asta ancorata al terreno, al quale è collegato il pendolo che ha un corpo elastico per essere mantenuto nella posizione e vincolo per non rompere sismografo. Pendolo ha collegato pennino con inchiostro che l’asia impronta legato al rotolo di carta. Pennino ha principio di inerzia e rimane tendenzialmente fermo e il rotolo di carta è collegato al terreno, si muove quindi con l’evento sismico, si muove e ruota, lasciando il suo tracciato (movimento verticale) Il pendolo rimane fermo o può leggermente muoversi (ha principio di inerzia), il rullo di carta si muove. Il tracciato è il sismogramma, le oscillazioni vengono utilizzate per studiare l’identità del sisma Le onde sismiche che si manifestano possono essere divise in due categorie iniziali: onde profonde

Onde P: onde prime, interne, dove nasce il sisma e ho superato il punto critico, chiamato ipocentro. Le prime a manifestarsi e ad essere liberate, perché sono le più veloci. Provocano successive compressioni e dilatazioni delle particelle che compongono le rocce, nella direzione di propagazione, sono una sorta di molla. Cambia il volume della particella di terreno. Propagazione nei mezzi solidi, liquidi e fluidi, anche se in modo diverso.
Onde S: onde seconde, sono dette onde di volume perché si propagano attraverso il volume delle rocce e della materia, vengono trasmesse in tutte le direzioni con diversa velocità a seconda delle caratteristiche del terreno, delle rocce e del materiale. Provocano un’oscillazione delle particelle che compongono le rocce, in direzione perpendicolare rispetto a quella di propagazione. Non cambia il volume della particella di terreno, ma cambia la sua forma. Dette anche onde di taglio o trasversali e si trasmettono solo nei mezzi solidi. Sono dette onde di volume e si propagano attraverso il volume delle rocce in tutte le direzioni. Maggiori sono la rigidità e l’elasticità delle rocce attraversate, maggiore è la velocità delle onde di volume. Le onde di volume hanno origine dall’ipocentro o fuoco, il punto in cui inizia la liberazione dell’energia che causa il terremoto. Onde superficiali Quelle che noi percepiamo. Hanno origine dall’epicentro, il primo punto della superficie raggiunto dalle onde di volume 2 movimenti:
Sussultorio , determinato dalle onde Rayleigh, movimento verticale
Ondulatorio , dato dalle onde Love, movimento orizzontale Entrambi perpendicolari alla direzione di propagazione. Ci sono entrambi i movimenti, anche se uno può prevalere sull’altro
Onde L:
Onde R: P, S e superficiali in ordine di registrazione delle onde sismiche nel tracciato del sismogramma.

L’intensità di uno stesso terremoto varia da luogo a luogo. In base ai diversi valori di intensità attribuiti, si possono costruire le carte isosismiche. Queste carte riportano le isosisme, linee che delimitano le aree in cui il terremoto è stato percepito con la stessa intensità. La magnitudo della scala Richter si calcola mediante formule matematiche a partire dall’ampiezza delle onde sismiche superficiali rilevate dai sismogrammi. Maggiore è l’ampiezza delle onde registrate, maggiore sarà l’energia liberata dal sisma. La magnitudo della scala Richter è espressione dell’energia liberata dal terremoto. La magnitudo di un sisma è indipendente dalla località in cui si è misurata e dagli altri fattori.

Sul sismogramma si misura la massima ampiezza delle onde sismiche registrate
Si determina la distanza dall’epicentro del sisma
Il valore della magnitudo si ottiene tracciando una retta che congiunge il valore di ampiezza dell’onda e la distanza della stazione dall’epicentro del sisma
Da notare che se la distanza dall’epicentro aumenta, a parità di ampiezza delle onde, la magnitudo risulta più elevata vd. P. 72 Per definizione, il valore 0 della scala Richter corrisponde a un sisma che, registrato su un sismografo standard alla distanza di 100km dall’epicentro, produce un sismogramma in cui l’altezza massima della traccia è 0,001mm. Nella scala Richter, tra un valore di magnitudo e quello successivo, l’energia sprigionata dal sisma aumenta di circa molte volte. La magnitudo aumenta in modo esponenziale. Tra due valori di magnitudo che differenziano di una sola unità, l’ampiezza della traccia del sismografo aumenta di 10 volte. Se la differenza è di 2 unità, allora l’ampiezza della traccia aumenta di 10 alla seconda, ovvero 100mm. Se la differenza è di 3 unità sarà 10 alla terza… Nel calcolo della magnitudo è inserito un fattore di correzione che tiene conto della distanza della stazione di rilevamento dall’epicentro. Siccome le onde sismiche perdono energia man mani si propagano, allora la distanza dall’epicentro al sismografo influenza l’ampiezza della traccia del sismogramma. Per cui si deve introdurre un fattore di correzione. Maremoti Quando l’epicentro di un terremoto è localizzato in un fondale marino, può verificarsi un maremoto o tsunami. Maremoto: ipocentro ed epicentro nella litosfera oceanica o marina Tsunami: creazione dell’onda anomala Uno tsunami è uno spostamento di enormi masse d’acqua con formazione di onde anomale che possono viaggiare fino a 800km/h e, in prossimità della costa, possono superare i 20m di altezza. In mare aperto le onde di maremoto non sono pericolose: sono molto veloci e con elevata lunghezza d’onda, ma non sono molto alte.

Il maremoto diventa pericoloso quando, in prossimità della costa con l’abbassarsi del fondale, la parte avanzata dell’onda rallenta rapidamente, mentre quella retrostante continua ad avanzare sovrapponendosi alla prima e creando un muro d’acqua che si riversa sulla terra emersa.

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