La sismologia

1. La sismologia

2. 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 (come una sfera) sotto forma di onde. • Se una porzione di roccia inizia a deformarsi, sotto l’azione delle forze endogene essa tende a resistere • Quando le forze che tengono insieme la roccia vengono superate 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.

3. Una teoria unificante che spiega il fenomeno • La Tettonica a Zolle e una teoria molto importante perché riesce a spiegare in maniera molto semplice tutti i fenomeni geologici più rilevanti • Una teoria che ha queste caratteristiche prende il nome di teoria unificante ed è il fondamento della geologia moderna

4. La distribuzione • Una delle più importanti spiegazioni che questa teoria riesce a fornire è la distribuzione dei terremoti e dei vulcani sulla Terra • Le zone interessate a terremoti sono distribuite lungo i margini delle zolle

5. Ipocentro, epicentro e faglia • I punti di rottura hanno luogo lungo linee ben precise chiamate faglie • La faglia è una frattura della roccia che mostra evidenze di movimento relativo tra le due masse rocciose da essa divise. • Il punto preciso in cui avviene un terremoto è detto ipocentro mentre il punto situato immediatamente sulla sua verticale è detto epicentro • Il sisma genera onde sferiche che si propagano in tutte le direzioni

6. La teoria che meglio spiega questo fenomeno è quella del rimbalzo elastico • 1 assenza di sforzi • 2 gli sforzi si accumulano e si ha una deformazione senza rottura • 3 nel momento delle rottura le due parti oscillano liberando onde sismiche • 4 si ha spostamento lungo la faglia

7. La profondità dei terremoti • La profondità dei terremoti è veriabile e legata alla geodinamica locale • Nelle zone di subduzione (lungo i piani di Beniof) possiamo avere terremoti • intermedi 70 – 300 Km • profondi 300 – 700 Km • Negli altri casi i terremoti sono superficiali 0 – 70 Km

8. Le onde sismiche • Le onde sismiche si dividono in onde di volume e in onde di superficie • Le onde di volume a loro volta si dividono un onde p e onde s e possono viaggiare per distanze lunghissime • Le onde di superficie si dividono in onde Rayleight e onde Love

9. Le onde p • Le onde p (dette anche prime o longitudinali) sono quelle più veloci, esse determinano una compressione e una dilatazione della roccia perciò si propagano in modo del tutto analogo alle onde sonore

10. Le onde s • Le onde S cioè secondarie (chiamate anche trasversali) perché sono più lente (infatti arrivano per seconde) e fanno muovere il terreno alternativamente in basso e in alto trasversalmente alla direzione di propagazione

11. I sismografi • I sismografi sono gli strumenti principali per coloro che studiano i terremoti. • Un sismografo è uno strumento formato da un rotolo di carta e di un "pennino" che scrive sulla carta sul rotolo • l pennino è tenuto sospeso da una molla che fa mantenere al pennino la stessa posizione, mentre durante il terremoto il rotolo di carta andrà su e giù seguendo i movimenti del terreno.

12. Sismogramma • Un sismogramma è un grafico, risultato della registrazione fatta da un sismografo, che può rappresentare lo spostamento, la velocità o l’accelerazione del suolo in funzione del tempo. • La registrazione parte dall'arrivo di una qualunque onda sismica, prodotta da una sorgente naturale o artificiale, e registrata dalla stazione sismica e continua per tutto l’evento sismico fino alla cessazione delle vibrazioni

13. La stazione sismica • Una stazione sismica ha tre differenti sismografi sensibili ai movimenti nelle tre direzioni principali (N-S, E-W, e verticale o Z), registrerà sismogrammi da cui e' possibile stimare distanza, direzione, magnitudo • I sismologi usano naturalmente più di una stazione per localizzare un terremoto e meglio stimare anche gli altri parametri. • Esaminando sismogrammi registrati a differenti distanze dal terremoto e' possibile definire situazioni schematizzate come nel disegno • Le curve che vediamo sono dette dromocrome e uniscono i punti di arrivo delle onde agli strumenti in funzione delle distanze dall’ipocentro

14. La magnitudine • La magnitudine è la misura dell’energia sviluppata dal terremoto • il sismologo americano Charles Francis Richter stabilì nel 1935 un metodo per la classificazione dei terremoti in base alla potenza prendendo come riferimento un terremoto che in un sismografo situato in una stazione di rilevamento distante dall’epicentro del terremoto 100km, traccia un sismogramma la cui onda di ampiezza massima ha un'ampiezza di 1 mm • A questo terremoto è stati assegnato il grado 0; un terremoto di grado 1 sarà 10 volte più forte, uno di grado 2 100 volte più forte e cosi via secondo le potenze di 10

15. Scala Mercalli • La scala Mercalli è una scala sismica che misura gli effetti di un terremoto. • Non è una scala scientifica come quella precedente in quanto risente molto dello stato delle infrastrutture e delle zone in cui avviene un terremoto • Ha un utilizzo pratico (misura gli effetti visibili di un terremoto e quindi la gravità dei danni) e storico (dai resoconti dei danni causati da un terremoto è possibile risalire in qualche modo alla sua gravità

16. Terremoti storici • 5 DICEMBRE 1456  IRPINIA,MATESE,SANNIO 7,1    30000 vittime • 30  LUGLIO 1627 PUGLIA ( GARGANO ) 7,1     5000 vittime • 27  MARZO 1638  CALABRIA     10000 vitme  • 9FEBBRAIO 1688 BASILICATA ( PISTICCI )      2000 vittime • 11GENNAIO 1693 SICILIA ORIENT. - CALABRIA MERIDIONALE 7,5    60000 vittime • 5, 6 e 7 Febbraio, 1 e 28 Marzo 1873 CALABRIA 7,4     40000 vittime • 28 LUGLIO 1883 CAMPANIA ( SALERNO, ISCHIA ) 6,5    12300 • 18 SETTEMBRE 1905 CALABRIA ( NICASTRO ) 6,8 557 vittime • 23 OTTOBRE 1907 CALABRIA ( FERRUZZANO ) 5,9 157 vittime • 28 DICEMBRE 1908 CALABRIA MERID. – SICILIA ORIENTALE 7,5    90000 • Per calcolare l’intensità di questi e di altri terremoti registrati in epoca storica e di cui disponiamo di resoconto sui dati ci possiamo basare solo sulla scala Mercalli

17. L’analisi dei dati di un terremoto • Da un sismogramma si può ricavare: • il tempo di arrivo delle onde P e il primo impulso • il tempo di arrivo di fasi successive, come le onde S, quando è possibile • l'ampiezza massima della traccia e il suo periodo  • la durata della traccia sismica. • Il tempo di arrivo delle onde P e S vengono utilizzati per la localizzazione del terremoto

18. La distanza sismografo-epicentro (D) è calcolata in base alle seguenti grandezze: • Velocità delle onde P (Vp); • Velocità delle onde S (Vs): • Differenza delle due Velocità (Vp - Vs); • Tempo di percorrenza delle onde P (Tp); • Tempo di percorrenza delle onde S (Ts); • Differenza in secondi tra i due tempi (Ts - Tp) • Tali valori sono tutti ricavabili dai sismogrammi pertanto abbiamo tutto ciò che ci serve per il calcolo della distanza

19. A questo punto per il calcolo della distanza basta utilizzare la seguente formula: • In questo modo però non abbiamo risolto il problema dell’identificazione dell’epicentro del terremoto • Sappiamo solo che si trova su una circonferenza distante di raggio D dalla stazione sismologica

20. Come trovare l’epicentro • Per trovare l’epicentro di un terremoto occorre avere i dati di tre stazioni sismologiche • A questo punto l’epicentro si troverà nel punto di incontro dei tre cerchi