Concetti Chiave
- I terremoti in California sono comuni e forniscono informazioni preziose sulla struttura interna della Terra grazie alle onde P ed S.
- Le onde primarie (P) sono longitudinali e viaggiano più velocemente delle onde secondarie (S), che sono trasversali.
- Le onde S non attraversano il nucleo liquido della Terra, suggerendo la presenza di un nucleo esterno liquido e un nucleo interno solido.
- Le zone d'ombra, dove né le onde P né S vengono rilevate, aiutano a comprendere i confini tra il nucleo e il mantello della Terra.
- Calcolando il tempo di arrivo delle onde P ed S, è possibile stimare la distanza di un terremoto dall'epicentro all'interno della Terra.
Danni causati da un terremoto a San Francisco.
Onde P ed onde S
Tutti coloro che sono cresciuti in California sanno che una linea di faglia può passare dentro le città , all'interno di una scuola. Come si può immaginare, si verificavano numerosi terremoti ed i cittadini, crescendo, si sono abituati..
I terremoti possono avere anche una funzione utile, in quanto aiutano gli scienziati a capire come è fatto l'interno del nostro pianeta.
Un terremoto trasmette due tipi di onde che si propagano all'interno della Terra — onde primarie (onde P) e onde secondarie (onde S).
Le onde primarie sono onde longitudinali perché le loro direzioni di oscillazione sono parallele alla direzione di propagazione dell'onda come una molla che è stata contratta o dilatata.
Le onde secondarie sono onde trasversali perché le loro direzioni di oscillazione sono perpendicolari alla direzione di propagazione dell'onda, come un'onda in una piscina (l'onda va da sinistra a destra o viceversa, mentre l'acqua è mossa in su e in giù).
Le onde P ed S sono rifratte (cioè cambiano direzione) quando esse si imbattono in un nuovo tipo di materiale dentro la Terra. Studiando come le onde rifratte sono dirette, gli scienziati possono costruire un modello dell'interno della Terra.
Questo modello è verificato dal fatto che le onde S non possono essere trasmesse attraverso un liquido per una lunga distanza. Quando si sono verificati dei terremoti in California, e onde di tipo S non sono state rilevate in zone dell'Asia, gli scienziati sono stati portati a concludere che la Terra deve avere un nucleo liquido esterno ad un nucleo interno solido.
Inoltre, dopo un terremoto, ci sono aree (chiamate zone d'ombra) dove né onde P né onde S sono rilevate.
Queste zone sono determinate dal modo in cui le onde P sono dirette al limite tra il mantello solido della Terra ed il suo nucleo liquido. Studi di questo tipo hanno permesso agli scienziati di determinare che il nucleo liquido inizia alla profondità di circa 2900 km.
Le onde P ed S viaggiano ad una velocità tra i 5 ed i 15 km/sec, a seconda del materiale attraverso il quale stanno viaggiando. Le onde S si muovono a circa la metà della velocità delle onde P.
Un'onda P è rilevata alle 2:06 del mattino. Un'onda S è rilevata 10 minuti più tardi. Quanto era lontano il terremoto dalla zona del rilevamento?
Sappiamo che un'onda P viaggia approssimativamente due volte più veloce di un'onda S. Usando valori medi di
possiamo ricavare la distanza 
percorsa dalle onde come segue:
dove 
è il tempo totale di viaggio dell'onda P, e 
è il tempo totale di viaggio dell'onda S. Sostituendo l'espressione per 
e 
nella precedente espressione e risolvendo per 
, otteniamo:
La distanza 
può essere ora trovata così:
Così il terremoto si è verificato approssimativamente a 6000 km di distanza. (Nota che questa non è la distanza di un luogo da un altro sulla superficie della Terra, come ad esempio da San Francisco a Tokyo. Piuttosto, è la distanza da una zona all'altra all'interno della Terra, dove avvengono il maggior numero di terremoti.)
Domande da interrogazione
- Quali sono i due tipi di onde generate da un terremoto e come si differenziano?
- Come aiutano i terremoti gli scienziati a comprendere la struttura interna della Terra?
- Perché le onde S non possono attraversare il nucleo liquido della Terra?
- Cosa sono le "zone d'ombra" in relazione ai terremoti?
- Come si calcola la distanza di un terremoto dalla zona di rilevamento utilizzando le onde P e S?
I terremoti generano onde primarie (onde P) e onde secondarie (onde S). Le onde P sono longitudinali, con oscillazioni parallele alla direzione di propagazione, mentre le onde S sono trasversali, con oscillazioni perpendicolari alla direzione di propagazione.
I terremoti trasmettono onde che, rifratte da diversi materiali all'interno della Terra, permettono agli scienziati di costruire modelli della struttura interna del pianeta, come la presenza di un nucleo liquido esterno.
Le onde S non possono essere trasmesse attraverso un liquido per una lunga distanza, il che ha portato gli scienziati a concludere che il nucleo esterno della Terra è liquido.
Le "zone d'ombra" sono aree dove né onde P né onde S vengono rilevate, determinate dal modo in cui le onde P sono dirette al limite tra il mantello solido e il nucleo liquido della Terra.
La distanza si calcola considerando che le onde P viaggiano circa due volte più velocemente delle onde S. Conoscendo il tempo di rilevamento delle onde, si può determinare che il terremoto si è verificato approssimativamente a 6000 km di distanza.
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