Terremoti

Ultima modifica 26 aprile 2012

Un terremoto (dal latino terrae motus, movimento della terra) o sisma (dal greco σεισμός, scossa) è un complesso fenomeno naturale che fa parte delle dinamiche che si svolgono nella Terra. Un terremoto si manifesta come una serie di vibrazioni del terreno, corrispondenti all'arrivo di diversi gruppi di onde sismiche.

Le onde sismiche trasportano l'energia meccanica liberata con un brusco spostamento relativo di masse rocciose lungo una frattura (faglia). I bruschi movimenti lungo le faglie, che costituiscono le sorgenti dei terremoti, si verificano quando, in una certa porzione della litosfera, le tensioni accumulate a causa dei processi geodinamici ne superano la resistenza. Considerando la struttura della Terra, la litosfera costituisce gli strati rigidi più esterni. Lo strato sottostante è costituito dall'astenosfera ed è caratterizzato da rocce più dense e duttili rispetto a quelle della litosfera.

Il modello della Tettonica a Placche (dal latino tardo tectonĭcus, dal greco τεκτονικός, che riguarda l’arte del costruire) permette di inquadrare i differenti regimi geodinamici in cui si originano i sismi. La litosfera è suddivisa in placche in movimento relativo tra loro, governate dai complessi processi geodinamici legati ai moti convettivi degli strati sottostanti, dovuti al gradiente termico terrestre. L'interazione fra le diverse placche litosferiche comporta l'accumulo, in tempi relativamente lunghi, di ingenti quantità di energia, rilasciate rapidamente con il manifestarsi dei terremoti.

Tale rilascio energetico può avvenire con una distribuzione estremamente varia:

• eventi isolati;
• sequenze del tipo mainshock-aftershock (scossa principale che libera la quantità più rilevante di energia, seguita da repliche, più o meno numerose, di energia inferiore);
• la scossa principale può essere preceduta da foreshock (scosse di energia inferiore precedenti quella principale);
• sequenze di scosse nelle quali non se ne distingue una principale (sciami sismici o swarms).

Le tipologia di stress che originano i diversi terremoti, dovute a alle interazioni fra le faglie, determinano tre principali meccanismi di rottura, in base alla cinematica relativa tra le rocce:

• faglie dirette o distensive;
• faglie inverse o compressive;
• faglie trascorrenti;

e le varie possibili combinazioni.

Le caratteristiche delle onde sismiche propagate dipendono oltre che dal meccanismo di rottura anche dalle proprietà dei mezzi attraversati.

Onde sismiche, con caratteristiche differenti, sono prodotte anche da sorgenti di altro tipo, sia naturali, sia antropiche. Tra le sorgenti naturali, oltre ai movimenti tettonici, si individuano fenomeni vulcanici, crolli ipogei o superficiali, frane, ecc. Tra quelle antropiche ci sono esplosioni nucleari, di cava, attività industriali, ecc.

Dalla misura e dallo studio delle onde sismiche si determinano indirettamente le caratteristiche della sorgente, tipicamente non osservabile, e delle strutture attraversate.

Il punto all'interno della terra in cui inizia il movimento lungo una superficie di faglia viene detto ipocentro (o fuoco del terremoto), la cui proiezione sulla superficie terrestre viene detta epicentro.

La magnitudo è misura di quanto è grande un terremoto, in termini relativi, ossia rispetto ad un altro evento di riferimento. La magnitudo è correlata alle ampiezze degli scuotimenti misurati negli strumenti, all'energia rilasciata e alle dimensioni della sorgente. Esistono diverse scale di magnitudo (locale o Richter, momento, di durata, ...), i cui valori sono determinati con metodi diversi a partire dai segnali sismici rilevati, pertanto applicabili su differenti intervalli di magnitudo, che esprimono caratteristiche diverse dei terremoti. Le diverse scale di magnitudo possono perciò fornire valori differenti per il medesimo evento, pur essendo state definite in modo tale da avere la maggiore convergenza possibile.

L'intensità esprime invece gli effetti prodotti dal terremoto, in una certa località, sulla popolazione, sulle strutture antropiche e sull'ambiente naturale. Un terremoto produce effetti diversi nelle diverse località, caratterizzate da valori diversi della scala di intensità. Effetti diversi, legati all'attenuazione o all'amplificazione delle onde, sono dovuti alla posizione del sito rispetto al movimento lungo la faglia (ad es. fenomeni di direttività), alla distanza dalla sorgente, ai mezzi attraversati dalle onde, ai litotipi e alla topografia locali (effetti di sito). Spesso si riporta sinteticamente il valore massimo di intensità relativo ai massimi effetti prodotti. Anche per l'intensità esistono diverse scale, come la scala Mercalli e le scale da essa derivate.

Esistono alcune relazioni empiriche tra magnitudo e intensità, per le quali, generalmente, non vengono percepiti dalla popolazione, se non in condizioni particolari, terremoti di magnitudo inferiore a 3 e, similmente, non si verificano danni per terremoti di magnitudo inferiore a 4.

Per caratterizzare un terremoto i parametri principali che vengono solitamente forniti riguardano la localizzazione (in termini di tempo di origine, coordinate epicentrali, profondità ipocentrale) e la grandezza (magnitudo), talvolta accompagnati dall'indicazione degli effetti prodotti (intensità).

A seconda della profondità dell'ipocentro i terremoti si classificano in:

• superficiali (fino a 70 km di profondità);
• intermedi (tra 70 e 300 km);
• profondi (oltre i 300 km di profondità ed in genere, a causa delle proprietà reologiche della Terra, sino al massimo a 600-700 km).

In relazione ad un punto di osservazione, in base alla distanza dell'epicentro, si definiscono:

• terremoti locali, per distanze fino a  100 km;
• terremoti regionali, fino a 1400 km;
• telesismi, oltre 1400 km.