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Te Ts
Ter Tet

Terremoto

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Definizione

Un terremoto, o sisma, è un’ improvvisa vibrazione del terreno prodotta da una brusca liberazione di energia e tale energia si propaga in tutte le direzioni sotto forma di onde.
Cos’è questa energia? E’ come immaginare di avere tra le mani un bastone di legno: se si inizia a piegare esso offre una resistenza al piegamento che si esprime sotto forma di energia elastica; le rocce si comportano nello stesso modo: cioè se una porzione di roccia inizia a deformarsi, essa offrirà una certa resistenza (che cambia a seconda del tipo di roccia), ma quando le forze che tengono insieme la roccia vengono superate da quelle che le deformano allora questa si spezza e si ha un brusco spostamento delle due parti che rilasciano l’energia che avevano accumulato durante la deformazione e ritornano in uno stato indeformato. Lo spostamento avviene sia verticalmente che orizzontalmente. Di solito queste rotture, ed i conseguenti spostamenti, si hanno lungo linee preferenziali chiamate faglie, e il punto preciso da cui si propaga il terremoto è detto ipocentro , mentre lo stesso punto, portato in verticale sulla superficie terrestre, si chiama epicentro. Ma cosa sono queste faglie? Una faglia è sostanzialmente una frattura nel terreno, profonda anche vari chilometri, lungo la quale avvengono i movimenti del terreno.Infatti una faglia non è altro che una linea di minore resistenza della roccia sottoposta a pressioni e quindi la rottura avviene sempre lungo questa linea.
Esistono vari tipi di faglie anche molto diverse tra loro, ma tutte hanno in comune il fatto che lungo quella linea si ha un movimento relativo delle rocce, che determina conseguente livelli elevati di sismicità.
Abbiamo detto che questi si originano perché ad un certo punto la roccia si rompe lungo una faglia, in profondità, e rilascia tutta l’energia che aveva accumulato per resistere al movimento.Questa energia si disperde nel terreno dall’ipocentro in tutte le direzioni in forma di onde (in parte anche sotto forma di calore) che possono essere: onde di volume, cioè che coinvolgono un volume e quindi in questo caso la terra stessa, e le onde di superficie che si propagano solo sulla superficie della terra.Le onde di volume si possono ulteriormente dividere anche in onde P cioè primarie (chiamate anche longitudinali), quelle che arrivano per prime e quindi quelle che viaggiano all ‘ interno della terra con la velocità più alta (dell’ordine dei 6 chilometri al secondo) e sono anche diverse per il modo di viaggiare nel terreno, così come nell’acqua in occasione di uno Tsunami-Maremoto.
Attualmente è possibile individuare con molta precisione il punto da cui si è formato un terremoto.

Maremoto o Tsunami

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Intensità: Scala Richter e Mercalli

L’intensità dei terremoti è valutata secondo

  • la scala Richter (Charles Francis Richter 26/4/1900 – 30/9/1985)
  • la scala Mercalli (Giuseppe Mercalli 21/5/1850 – 19/3/1914) modificata

Scala Mercalli

Tale scala fornisce una valutazione obiettiva (magnitudo) della quantità di energia liberata, mentre la seconda assegna un grado agli effetti sull’ambiente. Nel 1902 Mercalli propose la prima scala composta da 10 gradi, in seguito gli americani H.O. Wood e F. Neumann la modificarono aggiungendo 2 gradi al fine di adattarla alle consuetudini costruttive vigenti in California. Con il medesimo intento in Europa occidentale è in uso la scala MCS (Mercalli, Cancani, Sieberg), mentre in Europa orientale si utilizza la scala MKS (Medvedv, Karnik, Sponheuer). Quindi per un confronto reale dell’intensità dei terremoti, e non solo degli effetti, è stata introdotta la scala della magnitudo o Richter. Da notare che già il Cancani (1856-1904), aveva introdotto una gradazione non empirica, assegnando al 1° della omonima scala il valore di 2.5 mm/s2, ed al 12° il valore di 10000 mm/s2.

Grado Scossa Descrizione
I debole non avvertito
II leggerissima avvertito solo da poche persone in quiete, gli oggetti sospesi esilmente possono oscillare
III leggera avvertito notevolmente da persone al chiuso, specie ai piani alti degli edifici; automobili ferme possono oscillare lievemente
IV mediocre avvertito da molti all’interno di un edificio in ore diurne, all’aperto da pochi; di notte alcuni vengono destati; automobili ferme oscillano notevolmente
V forte avvertito praticamente da tutti, molti destati nel sonno; crepe nei rivestimenti, oggetti rovesciati; a volte scuotimento di alberi e pali
VI molto forte avvertito da tutti, molti spaventati corrono all’aperto; spostamento di mobili pesanti, caduta di intonaco e danni ai comignoli; danni lievi
VII fortissima tutti fuggono all’aperto; danni trascurabili a edifici di buona progettazione e costruzione, da lievi a moderati per strutture ordinarie ben costruite; avvertito da persone alla guida di automobili
VIII rovinosa danni lievi a strutture antisismiche; crolli parziali in edifici ordinari; caduta di ciminiere, monumenti, colonne; ribaltamento di mobili pesanti; variazioni dell’acqua dei pozzi
IX disastrosa danni a strutture antisismiche; perdita di verticalità a strutture portanti ben progettate; edifici spostati rispetto alle fondazioni; fessurazione del suolo; rottura di cavi sotterranei
X disastrosissima distruzione della maggior parte delle strutture in muratura; notevole fessurazione del suolo; rotaie piegate; frane notevoli in argini fluviali o ripidi pendii
XI catastrofica poche strutture in muratura rimangono in piedi; distruzione di ponti; ampie fessure nel terreno; condutture sotterranee fuori uso; sprofondamenti e slittamenti del terreno in suoli molli
XII apocalittica danneggiamento totale; onde sulla superficie del suolo; distorsione delle linee di vista e di livello; oggetti lanciati in aria

Scala Richter

Scala senza divisioni in gradi, limiti inferiori, (se non strumentali) e superiori. La valutazione dell’energia liberata da un sisma è associata ad un indice, detto magnitudo, che si ottiene rapportando il logaritmo decimale dell’ampiezza massima di una scossa e il logaritmo di una scossa campione. Lo zero della scala equivale ad una energia liberata pari a 105 Joule. Il massimo valore registrato, è stato di magnitudo 8.6 equivalente all’energia di 1018 J.

magnitudo TNT equivalente Frequenza
0 1 chilogrammo circa 8.000 al giorno
1 31,6 chilogrammi
1,5 178 chilogrammi
2 1 tonnellata circa 1.000 al giorno
2,5 5,6 tonnellate
3 31,6 tonnellate circa 130 al giorno
3,5 178 tonnellate
4 1000 tonnellate circa 15 al giorno
4,5 5600 tonnellate
5 31600 tonnellate 2-3 al giorno
5,5 178000 tonnellate
6 1 milione di tonnellate 120 all’anno
6,5 5,6 milioni di tonnellate
7 31,6 milioni di tonnellate 18 all’anno
7,5 178 milioni di tonnellate
8 1 miliardo di tonnellate 1 all’anno
8,5 5,6 miliardi di tonnellate
9 31,6 miliardi di tonnellate 1 ogni 20 anni
10 1000 miliardi di tonnellate sconosciuto

Si calcola che un grammo di TNT che esplode nel sottosuolo sviluppi un’energia dell’onda sismica pari a 22 milioni di erg

Confronto tra scala Richter e Mercalli

magnitudo Richter energia (J) grado Mercalli
7 I
3,5 1,6 · 107 II
4,2 7,5 · 108 III
4,5 4 · 109 IV
4,8 2,1 · 1010 V
5,4 5,7 · 1011 VI
6,1 2,8 · 1013 VII
6,5 2,5 · 1014 VIII
6,9 2,3 · 1015 IX
7,3 2,1 · 1016 X
8,1 > 1,7 · 1018 XI
> 8,1 XII

La tabella descrive gli effetti di terremoti di varie magnitudo vicino al loro epicentro.

Nota: le approssimazioni sono dovute al fatto che gli effetti possono variare in base ad una gran quantità di fattori, come la distanza dall’epicentro, il tipo di terreno e il tipo di costruzioni.

Magnitudo Richter effetti sisma
0- 1.9 può essere registrato solo mediante adeguati apparecchi.
2- 2.9 solo coloro che si trovano in posizione supina lo avvertono; un pendolo si muove
3- 3.9 poca gente lo avverte come un passaggio di un camion; vibrazione di un bicchiere
4- 4.9 normalmente viene avvertito; un pendolo si muove notevolmente; bicchieri e piatti tintinnano; piccoli danni
5- 5.9 tutti lo avvertono scioccante; possibili fessurazioni sulle mura; i mobili si spostano; alcuni feriti
6- 6.9 Tutti lo percepiscono; eventualmente panico; crollo delle case; spesso feriti; pericolo di vita; onde alte
7- 7.9 panico; pericolo di vita negli edifici; solo alcune costruzioni rimangono illese; morti e feriti
8- 8.9 ovunque pericolo di vita; edifici inagibili; onde alte sino a 40 metri
9 e più catastrofe; eventualmente un grande spostamento della superficie terrestre