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Terremoti: effetti devastanti di una forza imprevedibile

I terremoti sono fenomeni naturali che si verificano quando ci sono movimenti lungo le faglie della crosta terrestre che è composta da enormi placche tettoniche che si muovono lentamente nel corso del tempo. Quando queste placche si scontrano, si separano o entrano in contatto si accumula energia accumulata sotto forma di onde sismiche, che si propagano attraverso la Terra e ne fanno tremare la superficie che viene rilasciata improvvisamente dando luogo ai terremoti.

Lo strato più esterno della Terra è costituito da una decina di placche tettoniche principali e numerose microplacche che formano la litosfera, che comprende la crosta continentale e oceanica e la parte superiore del mantello. Queste placche si muovono molto lentamente l’una rispetto all’altra, in genere di pochi centimetri all’anno, ma ciò provoca comunque un’enorme quantità di deformazione ai loro bordi, che a sua volta provoca terremoti.

placche tettoniche da Chimicamo
placche tettoniche

La teoria della tettonica a placche tuttora in uso fu elaborata dal geologo, meteorologo ed esploratore tedesco Alfred Lothar Wegener nel corso del Ventesimo secolo. Egli formulò nel 1912 la teoria della deriva dei continenti da cui derivò la teoria della tettonica a placche.

Quest’ultima spiega i fenomeni che interessano la crosta terrestre tra cui la formazione dei rilievi montuosi, delle fosse oceaniche e degli archi vulcanici e i motivi per cui le attività vulcaniche e sismiche sono concentrate su determinate zone. La sismologia è la disciplina che studia i terremoti e cerca di comprenderne le cause, la propagazione e gli effetti di tali eventi fondamentale per lo sviluppo di misure di prevenzione e protezione sismica.

Onde sismiche e terremoti

Le onde sismiche sono onde di energia che si propagano attraverso la Terra come risultato di eventi sismici, come terremoti, eruzioni vulcaniche e attività tettonica. Queste onde trasportano l’energia rilasciata durante tali eventi e possono essere rilevate e studiate per comprendere meglio l’interno del nostro pianeta. Un’onda è una perturbazione che si propaga nello spazio e che può trasportare energia da un punto all’altro, senza trasporto di materia.

onde s e onde p da Chimicamo
onde s e onde p

Le onde sismiche si dividono principalmente in due grandi categorie ovvero onde di volume e onde superficiali, a seconda di come percorrono il materiale perturbato. Le onde di volume si propagano attraverso l’interno della Terra e possono essere ulteriormente suddivise in onde primarie (P) e onde secondarie (S).

Le onde P sono onde longitudinali, che si espandono e si comprimono nella stessa direzione della propagazione. Esse viaggiano alla massima velocità attraverso la Terra e quando viaggiano nell’aria, viaggiano alla velocità del suono (330 m/s ) ma possono viaggiare a 5000 m/s nel granito . A causa della loro velocità, sono le prime onde ad essere registrate da un sismografo durante i terremoti

Le onde S sono onde trasversali e si muovono perpendicolarmente alla direzione di propagazione e  provocano oscillazioni nel materiale attraversato. Le onde S sono più distruttive delle onde P a causa delle loro ampiezze maggiori ma non possono viaggiare attraverso l’aria o l’acqua e quindi non si riscontrano nel magma presente nel serbatoio magmatico di un vulcano o nel nucleo esterno della terra.

Le onde superficiali viaggiano appena sotto la superficie terrestre e sono tipicamente generate quando la fonte del terremoto è vicina alla superficie terrestre. Sebbene esse viaggino più lentamente delle onde S, possono avere un’ampiezza molto maggiore e possono essere il tipo più distruttivo di onda sismica.

Esistono due tipi di onde di superficie, chiamate coi nomi dei due fisici che per primi le studiarono: Onde di Rayleigh e Onde di Love. Le onde di Rayleigh, chiamate anche ground roll, viaggiano come increspature simili a quelle sulla superficie dell’acqua. Quando un’onda S insieme ad un’onda P incide sulla superficie libera esse sono in parte riflesse ed in parte si genera un’ulteriore onda, data dalla composizione vettoriale delle due, che si propaga sulla superficie stessa. Esse non sono udite dall’uomo, mentre molti animali possono avvertirne l’arrivo.

Le onde di Love di solito viaggiano leggermente più veloci delle onde di Rayleigh e fanno vibrare il terreno sul piano orizzontale in direzione ortogonale rispetto alla direzione di propagazione dell’onda. Le onde superficiali sono responsabili della maggior parte dei danni causati dai terremoti, poiché tendono ad essere più lente ma più ampie rispetto alle onde di corpo.

La registrazione e lo studio delle onde sismiche sono fondamentali per la sismologia, la scienza che si occupa dei terremoti e dei fenomeni associati. Gli strumenti utilizzati per rilevare le onde sismiche sono chiamati sismografi e le informazioni raccolte da questi strumenti sono utilizzate per determinare l’epicentro, la magnitudo e le caratteristiche dei terremoti

Terremoti e scale di misurazione

Il vulcanologo italiano Giuseppe Mercalli formulò la sua prima scala di intensità dei terremoti nel 1883 e la successiva scala di intensità Mercalli modificata descrive il modo in cui i terremoti sono percepiti dalle persone e sui danni strutturali osservati.

scala di magnitudo 1 da Chimicamo
scala di magnitudo

La scala Richter detta anche scala di magnitudo Richter è una misura della forza dei terremoti, sviluppata dal sismologo Californiano Charles Francis Richter e presentata nel 1935. La Magnitudo Richter è il logaritmo decimale del rapporto fra l’ampiezza registrata da un particolare strumento e una ampiezza di riferimento ma può essere calcolata solo per terremoti che si trovano a una distanza minore di 600 km dalla stazione che ha registrato l’evento.

La Scala di magnitudo originale di Richter (ML) è stata poi estesa alle osservazioni di terremoti di qualsiasi distanza e di profondità focali comprese tra 0 e 700 km. La formula è ML = log 10 A – log 10 A0 (δ)

dove A è la massima deviazione sul sismografo di Wood-Anderson, mentre A 0 dipende dalla distanza della posizione dall’epicentro δ. Trattandosi di una formula logaritmica, ogni numero che rappresenta la magnitudo di un terremoto, aumenta di dieci volte l’ampiezza misurata, ad esempio, un terremoto di magnitudo 7.0 è 10 volte più potente di uno di magnitudo 6.0.

I terremoti più devastanti

Ci sono stati diversi terremoti devastanti nella storia, alcuni dei quali hanno causato gravi perdite di vite umane e ingenti danni materiali tra questi il terremoto di

Shaanxi, Cina (1556): spesso considerato il terremoto documentato più grave della storia, ha colpito la regione di Shaanxi in Cina e si stima abbia causato la morte di circa 830.000 persone.

Valdivia, Cile (1960): è stato il terremoto più forte mai registrato, con una magnitudo di 9.5. Ha causato gravi danni in Cile e generato uno tsunami che si è propagato attraverso l’Oceano Pacifico, raggiungendo anche il Giappone, le Hawaii e le Filippine.

Sumatra Oceano Indiano (2004): questo terremoto sottomarino ha generato uno dei peggiori tsunami della storia. Con una magnitudo di 9.1-9.3, ha causato la morte di oltre 230.000 persone in 14 paesi, principalmente nelle regioni costiere dell’Oceano Indiano.

Haiti (2010): con magnitudo di 7.0 ha colpito la capitale haitiana di Port-au-Prince, causando una vasta distruzione. Si stima che abbia causato la morte di circa 230.000 persone e lasciato milioni di persone senza casa.

Tohoku, Giappone (2011): con una magnitudo di 9.0 ha colpito la costa nord-orientale del Giappone, causando gravi danni e innescando un’enorme onda di tsunami. Oltre 15.000 persone hanno perso la vita e si è verificato un grave incidente nucleare a Fukushima a seguito del terremoto.

L’Italia è un paese noto per la sua elevata attività sismica a causa della sua posizione lungo il confine tra la placca euroasiatica e la placca africana. Ci sono state molti terremoti significativi nella storia italiana tra cui, nel XX secolo quello di Messina del 1908 di magnitudo 7.2 che si abbatté sullo Stretto e uccise tra 50 e 100 mila persone in Sicilia e Calabria.

Il 6 maggio 1976 si verificò il terremoto del Friuli di magnitudo 6.5 che causò la morte di oltre 900 persone e provocò gravi danni a numerosi paesi della zona.
Il 23 novembre 1980, un terremoto di magnitudo 6.9 colpì l’Irpinia causò la morte di oltre 2.900 persone e provocò gravi danni alle infrastrutture e agli edifici della zona.

Nel XXI secolo il 6 aprile 2009, un terremoto di magnitudo 6.3 colpì la città dell’Aquila che causò la morte di oltre 300 persone e causò ingenti danni al patrimonio storico e culturale della città. Il 24 agosto 2016, un terremoto di magnitudo 6.2 colpì la regione del Lazio e delle Marche, con epicentro vicino ad Amatrice. Il terremoto causò la morte di oltre 300 persone e distrusse interi paesi della zona.

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