Argomento 8: i terremoti

I terremoti 

I terremoti sono assestamenti della crosta terrestre provocati dallo spostamento delle placche. La distribuzione dei terremoti non è uniforme su tutta la superficie terrestre essendo localizzati prevalentemente lungo i margini delle placche litosferiche. I lenti movimenti convettivi che si verificano nell'astenosfera generano nelle rocce della  litosfera compressioni e stiramenti , creando forze che si accumulano all'interno delle rocce deformandone elasticamente. Quando la forza che agisce sulle rocce supera la resistenza alla deformazione,esse si spaccano con un movimento brusco. Si genera così una frattura, chiamata faglia, e l'energia accumulata si libera  sotto forma di vibrazioni elastiche che si propagano in tutte le direzioni.

Alcune placche si muovono parallelamente tra loro, ma in verso opposto, lungo i cosiddetti margini trascorrenti; altre, come abbiamo già visto, convergono scontrandosi e altre si allontanano.

Imponente, e famoso, è il movimento che si sta registrando lungo la faglia trascorrente di San Andreas in California, dove la Placca Pacifica si muove verso nord-ovest , mentre la Placca Nord-america scivola verso sud-est. In California si sono verificati numerosi terremoti in corrispondenza di questo margine di placche; tra i più violenti ci sono stati quello del1906 e quello del 17 ottobre 1989 . In questa regione del continente americano è atteso The Big One , ovvero un terremoto che potrebbe distruggere completamente città San Francisco o Los Angeles.

Oltre i terremoti di origine tettonica, vi sono anche quelli, in genere più lievi e meno fraquenti, associati ad attività vulcanica; per esempio, il terremoto può essere dovuto al movimento del magma nel sottosuolo che ribolle e si comprime prima di riuscire a risalire all'esterno. Un caso particolare, ma con caratteristiche simili ai terremoti, è il maremoto.

 Il punto all'interno  della litosfera da quale ha origine  il terremoto si chiama ipocentro dall'ipocentro partono le vibrazioni elastiche che sono chiamate onde sismiche. Il punto della superficie terrestre che si trova sulla verticale dell'ipocentro e che viene raggiunto per primo dalle onde sismiche si chiama epicentro. Anche  l'Italia come sappiamo è una zona ad alto rischio a causa delle faglie  che lo attraversano.    

        

Ci sono diversi tipi di onde sismiche 

 L'energia che si libera durante un terremoto si proponga attraverso le rocce circostanti mediante tre tipi di onde sismiche: longitudinali, traversali e superficiali . Le onde più veloci e quindi le prime a essere registrati dagli strumenti di rilevazione, sismografi, sono le onde longitudinali chiamate anche onde prime (onde P) come le onde sonore e se si propongono producendo compressione e dilatazione nel mezzo che attraversano:  al loro passaggio negli strati rocciosi le particelle si muovono comprimendosi avanti indietro nella stessa direzione di propagazione dell'onda pertanto la roccia è soggetta alla variazione di volume. Le onde longitudinali si propagano in tutti materiali perché tutti oppongono resistenza a compressione e ritornando elasticamente alla posizione originaria quando viene a mancare l'effetto della forza che ho provocato le onde.

 Le onde trasversali  dette anche onde seconde (onde S ) sono più lente e vengono registrate dopo le onde P . Al passaggio delle onde S le particelle del mezzo attraversato  oscillano su e giù, in direzione perpendicolare rispetto alla direzione di rotazione dell'onda . Le onde S provocano variazioni della forma nel mezzo che attraversano in quanto viaggiano come onda lungo una corda che, fissata al estremità, venga fatta oscillare verticalmente ;  perciò dato che i fluidi non oppongono resistenza ai cambiamenti di forma queste onde  si propagano esclusivamente all'interno di materiali solidi. 

Quando  le vibrazioni prodotte dal terremoto giungono in superficie, cioè all'epicentro, generano un altro tipo di onde, le onde superficiali, che si propongono anche per migliaia di chilometri facendo compiere alle particelle del suolo ampio citazione sia orizzontali sia verticali. Queste  onde sono le più lente a propagarsi ma, provocando  movimenti susultori e  ondulatori del terreno sono le principali responsabili del crollo degli edifici e delle strade.

Come  abbiamo già visto, l'analisi  dei dati relativi alle onde sismiche ha permesso ai geologi di determinare le caratteristiche fisiche degli strati rocciosi che costituiscono il nostro pianeta. Studiando la relazione tra le velocità di propagazione delle onde P e S nonché le deviazioni, le accelerazioni o i  rallentamenti che tali onde subiscono durante il loro percorso, gli scienziati  sono riusciti a elaborare un modello della struttura interna della Terra.

La forza di un terremoto è classificata in base alle scale Mercalli e Richter

 L'intensità di un terremoto può essere valutata in base agli effetti prodotti dal sisma  sull'uomo, sugli  edifici e in generale sull'ambiente dell'area colpita. La scala Mercalli ideata  dal Giuseppe Mercalli è suddivisa in 12 livelli o gradi e si basa proprio su questo principio empirico. Con opportuni calcoli , qualsiasi centro sismografico del nostro pianeta è in grado di stabilire la potenza di un terremoto indipendentemente  dalla sua distanza dal epicentro del sisma.

  La scala Mercalli non fornisce indicazioni sull'energia effettivamente sprigionata dal terremoto; i danni subiti dall'edificio e infatti non dipendono solo dalla forza del sisma ma anche da distanza dal  epicentro , della resistenza che i vari tipi di costruzione oppongono alle scosse. Inoltre tale scala è praticamente inutilizzabile in zone desertiche o comunque non abitate .

 Nel 1935 il geofisico  Charles Richter tpropose una scala di classificazione dei terremoti meno empirica che in seguito è stata perfezionata. La scala Richter  si basa sulla misura dell'energia sprigionata dal terremoto nel suo ipocentro. Il valore del magnitudo se tiene confrontando l'ampiezza   delle oscillazioni  prodotte  dal sisma in esame con l'amienzza  e dell'ossidazione prodotte da un terremoto campione.

 Il valore di magnitudo che si ottiene per un sistema è uguale in tutte le stazioni di rilevamento in rapporto alla loro distanza dell'ipocentro del terremoto ed è espresso  joule  oppure è calcolato in base al peso di tritolo necessario per produrre un sisma analogo. Nella  scala Richter l'aumento di magnitudo corrisponde a un  aumento di 30 volte della Jenny baratto del terremoto.