I TERREMOTI - Appunti di Scienze Della Terra, Appunti di Scienze Della Terra. Università Suor Orsola Benincasa-Napoli
alessandroarie
alessandroarie9 dicembre 2012

I TERREMOTI - Appunti di Scienze Della Terra, Appunti di Scienze Della Terra. Università Suor Orsola Benincasa-Napoli

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Scienze Della Terra - terremoti
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I TERREMOTI

Un terremoto consiste nella vibrazione del terreno per l’arrivo di onde sismiche generate da un brusco spostamento nell’ipocentro del sisma che interessa parte di una faglia, sotto posta a tensione a causa delle forze endogene. L’area in cui il fenomeno è avvertito maggiormente è detta epicentro del sisma. A seconda dell’intensità, queste vibrazioni del terreno producono danni che possono arrivare alla distruzione totale di tutti gli edifici presenti in certo territorio. Sulla Terra si verificano ogni anno più di 100.00 eventi sismici, la maggior parte dei quali è avvertita solamente da appositi strumenti di registrazione.

I terremoti sono sempre associati a grandi fratture, denominate faglie, che interessano le parti rigide della Terra e che si estendono fino a un centinaio di chilometri di profondità. Le forze che generano e mantengono attive queste fratture presenti nelle rocce all’interno della Terra, e di conseguenza producono i terremoti, sono da mettere in relazione con i movimenti delle placche litosferiche, che danno origine alle catene montuose, più raramente sono collegate al vulcanesimo. Nel movimento delle placche litosferiche si generano talora situazioni in cui sono predominanti le forze di compressione che, agendo in direzioni contrapposte, spingono gli ammassi rocciosi gli uni contro gli altri. Più comunemente il movimento delle placche genera delle forze di taglio. Che tendono a far scorrere parti diverse di un ammasso roccioso in direzioni contrarie sia nel piano orizzontale sia in quello verticale. Alcune rocce reagiscono comportandosi in modo plastico, in altri termini si deformano permanentemente. Altre si comportano secondo le modalità della deformazione elastica, cioè si deformano in conseguenza dell’azione della forza ma, appena questa cessa, ritornano alla loro forma precedente. Quando poi l’intensità della forza agente supera un certo valore, detto carico di rottura, le rocce a comportamento rigido si fratturano in due blocchi che si muovono l’uno rispetto all’altro, scivolando lungo il piano di faglia che viene a formarsi. La probabilità che queste forze endogene diano luogo a faglie e successivamente al loro movimento dipende, dal tipo di roccia presente e la profondità a cui essa agisce. Per esempio le rocce di tipo magmatico, come i graniti e i basalti, hanno un comportamento prevalentemente rigido, mentre le argille si comportano solitamente in modo più plastico. Per quel che riguarda la profondità, invece, bisogna tener conto del fatto che essa comporta un aumento della temperatura e della pressione, che generalmente tendono a far aumentare la plasticità delle rocce.

Quando si genera un sisma. La genesi di un terremoto è spiegata dalla teoria del rimbalzo elastico, che indica come origine delle onde sismiche il ritorno delle rocce che si erano deformate elasticamente alla loro forma precedente. Abbiamo già visto che i terremoti si originano quando le rocce in cui sono presenti faglie sono sottoposte a tensioni che tendono a farle

muovere. Le onde sismiche si propagano in tutte le direzioni per lunghe distanze tanto che, per sismi molto violenti, possono essere rilevate dai sismografi anche agli antipodi del punto in cui sono state generate. L’area in cui i blocchi rocciosi a ridosso della frattura si muovono improvvisamente l’uno rispetto all’altro è l’ipocentro di un sisma, mentre l’area della superficie terrestre in cui si avvertono le prime onde sismiche è l’epicentro del terremoto. Nella fase iniziale del sisma, che viene avvertita come una scossa principale, di norma si muove solo una parte della faglia. Nel caso dei terremoti più violenti lo spostamento si estende lungo la faglia spingendosi talvolta sino a centinaia di chilometri. In ogni caso lo spostamento di una parte della faglia produce nuove tensioni nelle altre parti di essa, che raggiungono un nuovo equilibrio attraverso piccoli spostamenti.

Le onde sismiche. Esse sono un modo attraverso cui l’energia elastica liberata dalla sorgente dell’onda viene trasportata lontano, finché non viene completamente assorbita dall’interazione con la materia che via via incontra. Perché un’onda si trasmetta in un corpo materiale occorrono essenzialmente due condizioni. La prima consiste nella presenza di una connessione tra le parti della materia che trasmettono l’onda, così che il movimento di una di esse influenzi le parti vicine. La seconda condizione è la necessita di una forza di richiamo capace di riportare il corpo nella sua posizione iniziale e di quiete.

Tipi di onde sismiche

Onde longitudinali (di compressione). Un primo modo in cui le onde sismiche si propagano all’interno della Terra è prodotto dalla compressione. In questo caso, l’onda sismica si propaga per compressioni e per il movimento degli infiniti piani di cui è composto il corpo roccioso, che avviene avanti e indietro nella medesima direzione di propagazione dell’onda. Per tale motivo queste onde vengono dette onde longitudinali. Essendo le onde sismiche più veloci, sono anche le prime ad arrivare in superficie e per questo motivo vengono chiamate onde primarie o più semplicemente onde P.

Onde trasversali. Questo secondo tipo di onda sismica è generata dalle forze di taglio le quali, producono una distorsione che fa variare la forma, ma non il volume delle rocce. Le particelle costituenti la roccia, sollecitate dalle forze di taglio, invece di oscillare avanti e indietro nella stessa direzione di propagazione dell’onda, vibrano perpendicolarmente alla direzione. Per tale motivo queste onde vengono indicate con il nome di onde trasversali. E’ importante ricordare che, le onde trasversali non si possono trasmettere nei liquidi, ma lo possono fare solo nei solidi. La loro velocità di propagazione è circa la metà di quella delle onde P, e ciò a causa della grande energia dispersa nel movimento laterale Per questo motivo le onde trasversali arrivano in superficie dopo le onde longitudinali e vengono chiamate onde secondarie o più semplicemente onde S.

Onde superficiali. Le onde che partono assieme dall’ipocentro del terremoto nel momento in cui si generail sisma si muovono a lungo raggio in tutte le direzioni, e il primo punto sulla superficie terrestre un cui giungono, che di solito si trova sulla verticale dell’ipocentro, viene detto epicentro del terremoto. Nell’epicentro le onde sismiche arrivano con la massima intensità e quindi producono i danni maggiori. Le complesse interazioni delle onde P e delle onde S con la superficie terrestre determinano il terzo gruppo fondamentale di onde sismiche, chiamate onde superficiali perché si propagano solo in prossimità della superficie terrestre. Per la loro rilevante ampiezza sono dette anche onde lunghe o più semplicemente onde L.

All’interno delle onde superficiali sono distinguibili due tipi di onde con caratteristiche diverse: il primo è detto delle onda Love, e il suo moto è simile a quello di un’onda S, ma a differenza di quest’ultima non possiede alcuna componente verticale. Le onde di Love muovono il suolo in un piano orizzontale parallelo alla superficie e perpendicolare alla direzione di propagazione dell’onda. Il secondo tipo di onda di superficie è chiamato onda R, esse si propagano in superficie come del mare. Le onde di superficie viaggiano più lentamente rispetto alle onde S e P: inoltre, le onde di Love si propagano ad una velocità superiore alle onde R.

In ogni località interessata a un evento sismico dovrebbe essere avvertito dapprima l’arrivo delle onde P, che sono le più veloci, esse dovrebbero essere percepite come onde sussultorie. Con un certo ritardo, e quanto più ci si trova distanti dall’ipocentro del sisma, dovrebbe essere percepito l’arrivo delle onde S come scosse ondulatorie, dato che la direzione di vibrazione di queste onde è perpendicolare a quella di propagazione. Dovrebbero poi seguire le onde superficiali le quali, fanno compiere al terreno delle oscillazioni complesse.

La registrazione delle onde sismiche. Solo con l’introduzione dei sismografi, gli strumenti che registrano le onde sismiche, si è potuto avviare uno studio sistematico delle onde associate a un terremoto, con l’obbiettivo di localizzare velocemente la posizione dell’epicentro e di quantificare oggettivamente l’energia liberata dai diversi sismi per poterli confrontare tra loro. Da questo strumento possiamo capire la potenza, la durata, la posizione e profondità dell’ipocentro. Per risultati attendibili c’è bisogno di una registrazione di almeno 10 stazioni diverse.

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