Terremoti - Meccanismo e scale di misurazione

Energia e scosse sismiche

Con la deformazione dei blocchi rocciosi e delle placche si accumula energia sotto la crosta terrestre che a lungo andare viene liberata sottoforma di calore ma anche di onde (energia meccanica). Questi fenomeni arrivano anche in superficie e le percepiamo come scosse.
Ipocentro- all interno della crosta terrestre. Punto di liberazione dell energia accumulata formando una faglia (slittamento di un blocco roccioso). Onde interne.

Epicentro- punto sulla superficie terrestre in corrispondenza dell ipocentro. Onde superficiali. Punto in cui le scosse sismiche sono avvertite con più intensità.

C é un interferenza tra onde interne e onde superficiali.

Tipi di terremoti

Cause (permettono di distinguere i terremoti in quattro tipi)

1) Terremoti vulcanici- causati dal movimento del magma nel sottosuolo

Accompagnano o precedono le eruzioni. Deboli e poco frequenti.

2) Terremoti da crollo- causati dal crollo di una grotta, debole intensità

3) Terremoti da esplosione- dispositivi chimici o nucleari nel sottosuolo che esplodono. Completamenti non naturali e di debole intensità.

4) Terremoti tettonici:

-i più comuni e i più violenti

-non sono mai terremoti isolati e occasionali, ma sono scosse premonitrici più deboli che annunciano scosse di maggiore entità.

-liberazione dell energia causa una frattura improvvisa delle rocce.

Ogni anno 1 milione di terremoti, ma solo 1 migliaio vengono percepiti dall uomo (macrosismi) e solo una decina causa danni all uomo.

Distribuzione geografica

Distribuzione geografica dei terremoti tettonici

Le aree sismiche si coincidono o sono parallele alle fasce dove si trova l’attività vulcanica.

In corrispondenza delle subduzione: Margine distruttivo

In corrispondenza delle dorsali: Margine costruttivo --> attività sismica.

California--> faglia di San Andreas (tuttora attiva)

Teoria del rimbalzo elastico

Meccanismo del terremoto tettonico

Teoria del rimbalzo elastico- elaborata in seguito al terremoto del 1906 a San Francisco.

- le rocce sono sottoposte a continue pressioni orientate che producono energia

- Un blocco roccioso sottoposto a uno sforzo crescente subisce inizialmente un comportamento elastico, poi un comportamento plastico e poi si frattura.

- Quando rimbalza non ci si accorge che quel blocco ha subito una deformazione perché ritorna alla situazione di partenza, ma se questo viene continuamente sollecitato da nuove forze non può più tornare alla sua posizione di partenza (si supera il limite di elasticità) e inizia a comportarsi plasticamente fino a che si rompe. Es. montagna--> come faccio a dire che ha superato il limite di elasticità? Notiamo delle pieghe, delle deformazioni visibili. Quando si rompe si forma una faglia (una frattura lungo la quale due blocchi rocciosi si muovono in senso opposto).

- Ogni blocco roccioso avrà il suo grafico particolare. Es. rocce fragili--> non c é la deformazione plastica perché una volta superato il limite di elasticità si rompe subito.

- La deformazione subita dal blocco roccioso é proporzionale all intensità della forza applicata.

Fattori:

Intensità dello sforzo o della sollecitazione sul blocco--> può superare o meno il limite di elasticità.

Durata dello sforzo--> se uno sforzo viene applicato lentamente o costantemente

Pressione--> pressione litostatica provoca delle deformazioni plastiche e aumenta l'intervallo della deformazione plastica sottoterra.

Temperatura--> stessa cosa della pressione.

Presenza di fluidi--> pure

Faglie e diaclasi

Due momenti in cui si forma il terremoto:

Faglia (cap 18)= frattura della crosta terrestre lungo la quale i due blocchi rocciosi si muovono in senso opposto e subiscono spostamenti verticali, orizzontali, obliqui lungo il piano di spostamento chiamato piano di faglia.

I due blocchi si chiamano letto e tetto. Quando é verticale non si può parlare di tetto e letto perché non c è un blocco che giace sopra l altro.

Diaclasi - rottura senza rispettivo slittamento.

La classificazione quindi viene fatta sulla faglia e non sulla diaclasi.

• Faglia trascorrente--> piano di faglia verticale. Si forma un rigetto destro o sinistro, dipende da dove si pone l osservatore.

Rigetto=indica lo spostamento del blocco roccioso sul piano di faglia (parte che sporge)

• Faglia diretta (di distensione) o faglia inversa (di compressione)--> piano di faglia inclinato

• Faglia diretta- il tetto scende al di sotto del letto

• Faglia inversa - il tetto giace sopra il letto

PIEGA- deformazione di tipo plastico di una massa rocciosa i cui strati si piegano con vari tipi di pieghe:

• Anticlinale- convessità verso l alto

• Sinclinale- convessità verso il basso

Onde sismiche

Onde sismiche

L'energia liberata dal sisma si trasmette sotto forma di calore e onde elastiche che si propagano dall ipocentro in tutte le direzioni.

Vengono classificate in base a dove si propagano:

• Onde P (primarie) -all interno della crosta terrestre--> arrivano in superficie perdendo la loro intensità. Le più veloci (4-8 km\s). É più veloce se si propaga in un mezzo solido rispetto a un mezzo gassoso, ma può propagarsi in tutti i mezzi. Onde molto lineari, compressione+dilatazione. Causano una variazione di volume.

• Onde S (secondarie), sono onde trasversali, il blocco roccioso si muove a onda (a S appunto). Velocità é la metà più o meno rispetto a quella della onde P (2-4 km\s). Si generano nell’ipocentro. Producono nei blocchi rocciosi una variazione di forma. Si propagano solo nei solidi.

• Onde L (superficiali)- deboli. Si propagano lungo superfici chiamate superfici di discontinuità quando le onde P e S entrano in contatto con essa. Si generano nell’epicentro. Sono quelle che provocano i danni maggiori. Velocità 3,5 km/s.

Due tipi:- Onde di Love (movimento trasversale)

-Onde di Rayleigh (oscillazioni ellittiche)

Sismografi e sismogrammi

Sismografi- rilevano il passaggio di queste onde (arrivano prima P, poi le S e poi le L)

Genera sismogrammi. Sui sismogrammi le onde sismiche corrispondono a oscillazioni:

o Onde P-->piccola ampiezza e breve periodo (breve durata)

o Onde S-->meno regolari, maggiore ampiezza e periodo

o Onde L-->ancora meno regolari, sempre maggiore ampiezza e periodo

I sismogrammi permettono anche di stabilire:

-posizione dell’epicentro

-profondità dell’ipocentro

-potenza del terremoto

Scala delle magnitudo

Potenza terremoto (per poi classificarlo)

Scala delle magnitudo

-si puo utilizzare l’ampiezza delle oscillazioni sui sismogrammi

-unità di misura: un sismogramma di riferimento

la prima scala introdotta è la Scala Richter:

Magnitudo: M=log10 A/A0 + Q

Dove

A= ampiezza massima oscillazioni

Ao= ampiezza massima delle oscillazioni del sismogramma di riferimento

Q= fattore di correzione (tiene conto della distanza dell epicentro dalla stazione di rilevamento e della profondità dell ipocentro)

Scala MCS: assegna a ogni sisma un grado di intensità variabile da I a XII in base agli effetti che producono in superficie. Classificazione fatta in base all’intensità.