Terremoti e onde sismiche: cause, tipologie e caratteristiche

Introduzione

I terremoti sono una delle manifestazioni più evidenti degli spostamenti nella crosta terrestre. Lo studio approfondito dei sismi ha avuto inizio solo dopo il terremoto di San Francisco del 1906, evento che ha spinto i geologi a indagare sulle cause e sugli effetti di questi fenomeni naturali.

Un terremoto (o sisma) è una rapida e improvvisa vibrazione del terreno, che può causare danni più o meno gravi a seconda della sua intensità.

Se il terremoto è forte, può provocare distruzione su larga scala; se è debole, può essere percepito solo attraverso strumenti specifici, come i sismografi.

Cause e origine dei terremoti

I terremoti possono essere causati da vari fenomeni, tra cui:

• Attività vulcanica;
• Crolli di grandi masse rocciose;
• Movimenti tettonici, ossia spostamenti delle placche litosferiche sulla sottostante astenosfera.

La maggior parte dei terremoti è di origine tettonica, ovvero derivante dai movimenti delle placche terrestri.

Il punto in profondità da cui ha origine un terremoto si chiama ipocentro, mentre il punto sulla superficie terrestre situato in verticale rispetto all’ipocentro è detto epicentro.

Il modello del rimbalzo elastico

Per comprendere il movimento delle placche e la genesi di un terremoto, si utilizza il modello del rimbalzo elastico.

Come funziona?

1. Accumulo di energia: Le rocce accumulano energia elastica a causa della pressione tettonica.
2. Limite di rottura: Quando si supera il limite di elasticità, la roccia si spezza.
3. Rilascio di energia: l’energia accumulata viene rilasciata sotto forma di onde sismiche.

Questo fenomeno è simile alla rottura di un bastoncino di legno: se lo pieghiamo oltre un certo limite, si spezza improvvisamente rilasciando energia.

Le fratture nel terreno che si formano durante un terremoto sono dette faglie. I terremoti sono spesso preceduti da scosse premonitrici, seguiti poi da scosse principali e da scosse di assestamento.

Le onde sismiche: tipologie e caratteristiche

Le onde sismiche sono perturbazioni che si propagano dal punto in cui è stata liberata l’energia elastica. Si suddividono in:

• Onde di volume (o profonde);
• Onde superficiali.

Onde di volume

Si propagano in tutte le direzioni a partire dall’ipocentro.

Onde P (primarie):

• Sono longitudinali: alternano compressione e dilatazione delle rocce.
• Non modificano la forma delle rocce, ma solo il loro volume.
• Possono propagarsi sia nei solidi che nei fluidi.
• Sono le più veloci, per questo vengono chiamate "primarie".
• Il loro movimento è simile a quello di una molla che si comprime e si distende.

Onde S (secondarie):

• Sono trasversali: fanno vibrare le particelle del suolo in direzione perpendicolare rispetto alla propagazione dell’onda.
• Deformano le rocce, modificandone la forma.
• Possono propagarsi solo nei solidi, ma non nei fluidi.
• Sono più lente delle onde P.
• Possono essere paragonate alle onde prodotte dal nastro di una ginnasta.

Onde superficiali:
Si generano quando le onde di volume raggiungono l’epicentro e si trasformano in onde che viaggiano sulla superficie terrestre.

Onde di Love:

• Hanno una componente orizzontale.
• Causano movimenti ondulatori del terreno.
• Sono molto distruttive per gli edifici.

Onde di Rayleigh

• Hanno una componente verticale.
• Producono movimenti sussultori, simili alle onde del mare.
• Sono tra le onde più dannose per le strutture.

Le onde superficiali sono responsabili della maggior parte dei danni durante un terremoto, poiché provocano ampie oscillazioni del terreno.

Conclusione

I terremoti sono fenomeni naturali complessi, legati ai movimenti della crosta terrestre. Le onde sismiche, che si propagano dalla zona di frattura, determinano l’intensità e l’estensione dei danni. Studiare le caratteristiche di questi fenomeni è essenziale per sviluppare strategie di prevenzione e sicurezza.