Paniere geologia applicata - risposte aperte

11. Si richiede di descrivere i differenti tipi di onde sismiche

Durante la formazione di una faglia viene rilasciata l’energia accumulata che viene trasmessa in tutte le

direzioni attraverso la propagazione di onde sismiche.

Le onde sismiche si differenziano in base alle modalità di propagazione. Si possono distinguere onde di

compressione, onde di taglio, onde di Rayleigh e onde di Love.

Onde di compressione: dette anche longitudinali, primarie o ‘onde P’, hanno velocità e direzione parallela

allo spostamento dell’elemento di volume investito dall’onda, con successive compressioni e rarefazioni. Le

onde P si propagano con velocità:

in cui:

EED = modulo di rigidezza a compressione monodimensionale (modulo edometrico) del

mezzo di propagazione;

ρ = densità del mezzo

Onde di taglio: dette anche trasversali o ‘onde S’ , sono connesse ai fenomeni deformativi di tipo

distorsionale e sono caratterizzate da una direzione di propagazione perpendicolare allo spostamento

dell’elemento di volume investito dall’onda. La loro velocità di propagazione è pari a:

in cui:

G = modulo di rigidezza a taglio del mezzo di propagazione;

ρ = densità del mezzo

Quando le onde P e S giungono in superficie all’epicentro, generano delle onde superficiali; dall’epicentro

comincia a propagarsi un treno di onde superficiali concentriche:

onde Rayleigh (onde R), che inducono le particelle investite a compiere orbite ellittiche e sono responsabili

delle scosse ondulatorie;

onde Love (onde L), che provocano un’oscillazione orizzontale, trasversale rispetto alla direzione di

propagazione dell’onda, e sono responsabili delle scosse sussultorie.

12. Si richiede di descrivere come viene localizzato l’epicentro di un terremoto

Si definisce epicentro il punto in superficie situato verticalmente al di sopra dell’ipocentro. Il tempo che

intercorre tra l’arrivo delle onde P e quello delle onde S ci fornisce la distanza dell’epicentro. Siccome

questo intervallo di tempo aumenta con la distanza, esso permette ai sismologi – conoscendo le registrazioni

di dati di tre o più stazioni – di localizzare l’epicentro stesso.

Lezione 003

01. La scala Richter attribuisce

Una misura qualitativa dell’intensità sismica

Una misura qualitativa dell’amplificazione locale dei terreni in sito

Una misura quantitativa dell’intensità sismica

Una misura quantitativa dell’incidenza della densità abitativa

02. Nella scala Mercalli modificata, gli effetti riscontrabili in termini di danno agli edifici dipendono

anche

Dalla profondità dell’epicentro

Dalla profondità dell’ipocentro

Dalla la densità di abitazione

Dal tipo di faglia (se diretta o inversa)

03. Nella determinazione della Magnitudo Locale (ML) il sisma di riferimento dà luogo a

Un’ampiezza minima di 1 mm su un sismografo W-A a distanza di 1000 km dall’ipocentro

Un’ampiezza massima di 1 mm su un sismografo W-A a distanza di 10 km dall’epicentro

Un’ampiezza massima di 1 mm su un sismografo W-A a distanza di 100 km dall’epicentro

Un’ampiezza massima di 1 mm su un sismografo W-A a distanza di 100 km dall’ipocentro

04. Nella scala Mercalli modificata, gli effetti riscontrabili in termini di danno agli edifici dipendono

anche

Dall’amplificazione locale dell’epicentro

Dalla profondità dell’epicentro

Dall’amplificazione locale dei terreni in sito

Dall’amplificazione locale del cemento armato della struttura

05. Tra i parametri ingegneristicamente rappresentativi di un evento sismico vi sono

Ampiezza, amplificazione locale e distanza ipocentrale

Ampiezza, contenuto in frequenza e durata dell’evento

Lunghezza d’onda caratteristica e tipologia delle onde sismiche

Distanza epicentrale, tipologia di onda sismica e profondità focale

06. La Magnitudo delle onde di superficie è

Proporzionale al logaritmo del massimo spostamento del terreno (in mm)

Proporzionale al logaritmo del minimo spostamento del terreno (in mm)

Inversamente proporzionale al logaritmo del massimo spostamento del terreno (in m)

Proporzionale alla potenza del massimo spostamento del terreno (in m)

07. Il logaritmo dell’Energia Sismica E è

Proporzionale alla distanza epicentrale

Proporzionale alla magnitudo delle onde di superficie Ms

Inversamente proporzionale alla magnitudo delle onde di superficie Ms

Inversamente proporzionale al sisma di riferimento

08. Si richiede di descrivere quali sono le misure quantitative dell’intensità sismica correlate più o

meno direttamente all’energia liberata dal terremoto

Le misure quantitative dell’intensità sismica, correlate più o meno direttamente all’energia liberata dal

terremoto, sono:

- la magnitudo locale M (Richter, 1935)

L

in cui:

A = ampiezza massima dello spostamento prodotto dal sisma, misurata con uno

strumento standard (sismografo Wood-Anderson);

A = ampiezza massima registrabile alla medesima distanza dall’epicentro (r=P)

0

con un sismografo Wood-Anderson, per il sisma di riferimento

Per sisma di riferimento si intende un terremoto che dà luogo ad una ampiezza massima A0=1 mm su un

sismografo Wood Andersen (periodo proprio 0.7s) posto ad una distanza di 100 km dall’epicentro.

- la magnitudo delle onde di superficie (Gutemberg e Richter, 1936)

in cui:

A = massimo spostamento del terreno (mm);

Δ = distanza epicentrale del sismografo

- la magnitudo di momento M (Kamamori, 1977)

w in cui:

M = momento sismico, definito come: M = τ S D

0 0 f

Con:

τ = resistenza a rottura (media) del materiale lungo la faglia che ha generato il sisma

f

S = ampiezza della superficie di rottura

D = spostamento medio lungo la faglia

Nota: M ha le dimensioni di un momento ma rappresenta piuttosto il lavoro totale compiuto dalle

0

sollecitazioni agenti lungo la faglia durante il terremoto; come tale risulta ben correlato con l’energia

liberata dal sisma.

- l’energia del terremoto (Gutemberg e Richter)

in cui:

M = magnitudo delle onde di superficie

S

09. Si richiede di descrivere le differenza tra la scala Mercalli modificata e la scala Richter

La Mercalli modificata e la Richter sono due scale di intensità sismica, basate su criteri classificativi diversi:

la prima, nata prima dell’introduzione della moderna strumentazione per la registrazione dei movimenti del

terreno (sismografi), è, infatti, di tipo empirico, e fondata sulla valutazione visiva dei danni prodotti dal

terremoto; la seconda, invece, è di tipo quantitativo, in cui le misure dell’intensità sismica sono tutte

correlate più o meno direttamente all’energia liberata dal terremoto.

08. Si richiede di descrivere la tettonica a placche

La crosta terrestre è in continua evoluzione poiché la forma e la posizione dei continenti varia nel tempo. La

litosfera (crosta + mantello rigido) non è un corpo continuo ma è suddivisa in placche (circa 15) che possono

coinvolgere contemporaneamente aree continentali e aree oceaniche, oppure solo le une o le altre. La

litosfera rigida poggia sull’astenosfera a comportamento viscoelastico. All’interno di quest’ultima si possono

perciò formare delle correnti convettive dovute a differenze di temperatura che provocano il movimento

passivo delle placche tra loro. Le rocce del mantello terrestre sono rimescolate continuamente secondo le

leggi della convezione: il materiale più caldo risale verso la superficie dove, cedendo calore all’atmosfera, si

raffredda diventando denso e pesante per ridiscendere negli strati più caldi del pianeta e ricominciare il ciclo.

S’instaurano così i movimenti circolari delle celle convettive.

Si può immaginare che la litosfera, fredda e rigida, possa “galleggiare” sul sottostante mantello caldo e

plastico, dove movimenti convettivi frammentano la litosfera e sospingono le placche tettoniche. Sotto la

litosfera c’è quella parte del mantello chiamata astenosfera; le sue rocce parzialmente fuse si comportano

come un liquido ad alta viscosità, meno denso e più plastico rispetto al mantello sottostante, una sorta di

cuscinetto a sfere sul quale le placche possono scorrere e “galleggiare” sospinte dalle correnti convettive. Le

placche galleggiano perché più fredde, meno dense e dunque più leggere (a parità di volume) rispetto al

sottostante mantello astenosferico, in accordo con il ben noto principio di Archimede.

Due sono gli effetti della tettonica delle placche: la sismicità e il vulcanesimo, due fenomeni che si scatenano

sulla superficie fredda e rigida della litosfera,

09. Cosa si intende per sistema arco-cordigliera?

Nel sistema arco-cordigliera lo scontro avviene tra una placca di tipo oceanico e una di tipo continentale. La

placca che si inflette è sempre quella di tipo oceanico perché di densità maggiore. si forma un arco

magmatico, situato all’interno del continente, determinando la formazione di una catena montuosa (es.

Cordigliera delle Ande).

10. Si richiede di descrivere cosa si intende per orogenesi

L’orogenesi è l’insieme di processi che porta alla formazione di catene montuose e si verifica quando due

placche si scontrano tra loro. Esistono due tipi di catene montuose:

- Catene montuose marginali : tipo Cordigliera delle Ande, che si formano in sistemi arco-cordigliera e

sono caratterizzati da uno stile tettonico a faglie;

- Catene di tipo Alpino e Appenninico : derivate dalla obduzione tra due placche continentali e

caratterizzate da uno stile tettonico a pieghe e a falde.

11. Si richiede di descrivere la struttura interna della terra

Grazie all’analisi dei fenomeni di riflessione e rifrazione delle onde sismiche P e S, si è scoperto che la terra

è costituita da involucri concentrici che dall’esterno verso l’interno sono:

Crosta: con uno spessore variabile da pochi km, sotto gli oceani, fino ad un massimo di 60 km sotto i

continenti (caratterizzata sismicamente da bassa velocità di propagazione);

Mantello: si estende da 30 a 2900 km di profondità. Esso può essere suddiviso in due parti: il mantello

superiore, fino a circa 700 km, e il mantello inferiore, fino alla discontinuità di Gutenberg. (nel quale le

velocità delle onde sismiche sono più elevate);

Nucleo: suddiviso nucleo esterno, allo stato fuso, con un raggio di circa 2270 km; nucleo interno, rigido ed

elastico, dello spessore di 1200 km, con una temperatura prossima al punto di fusione, ma che si comporta

come un solido per l'elevatissima pressione.

Lezione 005

01. I magmi che danno origine a rocce intrusive

scendono fino alla camera magmatica e si arrestano

risalgono e solidificano sotto la superficie terrestre

scendono e non riescono a solidificare

risalgono e solidificano sulla superficie terrestre

02. Il camino vulcanico di un vulcano

collega la camera magmatica con l'esterno

collega i dicchi con l'esterno

collega la camera magmatica con l'interno dell’astenosfera

collega la camera magmatica con l’interno della litosfera

03. L’attività effusiva è tipica

dei vulcani che emettono lave pliniane

dei vulcani che emettono lave piroclastiche

dei vulcani che emettono lave acide

dei vulcani che emettono lave basiche

04. I vulcani a scudo si formano quando

la lava è basica e viene eruttata tranquillamente

la lava è acida e viene eruttata con attività esplosiva

la lava è acida e viene eruttata tranquillamente

la lava è basica e viene eruttata con attività esplosiva

05. Una caldera deriva da

riempimento della camera magmatica e conseguente sollevamento dell'edificio vulcanico

svuotamento dell'edificio vulcanico e conseguente svuotamento della camera magmatica

svuotamento della camera magmatica e conseguente sprofondamento dell'edificio vulcanico

riempimento della camera magmatica e conseguente riempimento dell'edificio vulcanico

06. Uno strato-vulcano deriva da

un'alternante emissione di lave basaltiche e prodotti basici

una continua emissione di prodotti piroclastici

un'alternante emissione di lave e prodotti piroclastici

una emissione di lave basaltiche

07. Il magmatismo nelle aree oceaniche

è essenzialmente acido

è essenzialmente basico

è essenzialmente neutro

è essenzialmente aeriforme

08. I magmi che danno origine a rocce effusive

risalgono e solidificano sulla superficie terrestre

risalgono e solidificano sotto la superficie terrestre

scendono e danno luogo ai plutoni

danno luogo a vulcanesimo plutonico intrusivo

09. Si richiede di descrivere i tipi di attività vulcanica

Due sono le tipologie di attività vulcanica principali:

- l’attività effusiva, tipica dei vulcani che emettono lave basiche. In genere i prodotti piroclastici sono scarsi,

mentre c'è un'intensa produzione di lava fluida che scende velocemente dai pendii poco inclinati,

espandendosi a grandi distanze. I gas si liberano facilmente in modo graduale. Le lave basiche spesso

fuoriescono in superficie non attraverso un camino posto centralmente, ma attraverso una spaccatura lineare

della crosta, dando luogo a eruzioni lineari.

- l’attività esplosiva, tipica dei vulcani che emettono magmi acidi (ricchi di silice e di gas), poca lava (che si

accumula nei pressi dell'edificio), ma abbondanti prodotti piroclastici. L'attività è accompagnata da violente

esplosioni.

10. Si richiede di descrivere la struttura di un vulcano

Un tipico vulcano presenta una camera magmatica, dove si accumula la lava risalita dalle zone profonde. La

camera è collegata con l'esterno tramite un camino vulcanico, che si apre in corrispondenza di una bocca

centrale e, a volte di bocche laterali. Quando la bocca è di grandi dimensioni si chiama cratere. La forma

specifica del vulcano, cioè l'edificio vulcanico, dipende dal tipo di lava.

I vulcani non sono soltanto subaerei, ma esistono anche quelli sottomarini, dove è più difficile seguirne

l'evoluzione. I vulcani sottomarini possono far gorgogliare e intorbidare l'acqua, produrre onde sismiche e, in

qualche caso, generare nuove isole.

11. Si richiede di descrivere i principali tipi di edifici vulcanici derivanti da eruzione a condotto

centrale

I principali tipi di edifici vulcanici derivanti da eruzione a condotto centrale sono:

- vulcano a scudo: si formano quando la lava è basica e viene eruttata tranquillamente dando luogo a veri e

propri torrenti di lava, per cui presentano una base molto ampia e i versanti sono poco inclinati, come i

vulcani hawaiani;

- strato-vulcano: si formano quando c'è un'alternante emissione di lave e prodotti piroclastici, caso tipico

di lave abbastanza acide; questi vulcani presentano la base relativamente stretta e i pendii abbastanza

ripidi, questo perché la lava tende a ristagnare nei pressi dell'edificio. Il Vesuvio e lo Stromboli hanno

queste caratteristiche;

- cupola di ristagno: si tratta di un rigonfiamento che si forma all'interno del cratere quando la lava è molto

viscosa;

- cono di cenere: si forma quando l'eruzione libera solo prodotti piroclastici, ed è caratterizzato da pendii

molto ripidi e da un'altezza ridotta;

- caldera: si tratta di uno sprofondamento dell’edifico vulcanico, che può essere determinato

dell'emissione di lava così ingente da provocare uno svuotamento della camera magmatica (“caldera di

sprofondamento”). In seguito la caldera può essere riempita d'acqua, andando a formare un lago. Ne sono

un esempio i laghi di Nemi e di Vico. Le “caldere di esplosione”, invece, si formano quando la lava

acida si solidifica nel condotto provocando un tappo che viene fatto saltare, insieme al condotto, dalla

pressione dei gas sottostanti

12. Che cosa si intende per nube ardente nell’ambito dell’attività vulcanica?

È il caso tipico di colata piroclastica, dove i piroclasti, mescolati ad una grande quantità di gas, non vengono

gettati in alto, ma ricadono rapidamente lungo i fianchi dell'edificio rotolando a grandissima velocità. La

parte basale più densa è detta valanga ardente. La nube ardente ha effetti distruttivi notevoli.

Lezione 006

01. La classificazione delle rocce intrusive viene fatta in base

alla composizione fisico-meccanica

alla superficie specifica

alla composizione mineralogica

alla profondità

02. Il granito è

Una tipica roccia sedimentaria intrusiva

Una tipica roccia magmatica effusiva

Una tipica roccia magmatica intrusiva

Una tipica roccia metamorfica effusiva

03. Nelle rocce intrusive il magma

cristallizza dentro la crosta terrestre

solidifica in superficie dopo l’eruzione da un vulcano

provoca una faglia sismica

si disperde in aria

04. Nelle rocce filoniane

la solidificazione del magma avviene quando la lava arriva in superficie

la solidificazione del magma avviene ad elevate profondità

la solidificazione del magma non avviene

la solidificazione del magma avviene a modesta profondità all’interno di corpi magmatici di ridotta

estensione

05. Le rocce magmatiche effusive si differenziano dalle intrusive essenzialmente

perché diventano ignee con il passare del tempo

perché si sono solidificate in profondità invece che in superficie

perché si sono solidificate in superficie invece che in profondità

perché si sono restano nella camera magmatica

06. Si richiede di descrivere i tre principali gruppi in cui si suddividono le rocce

A seconda della loro origine, le rocce sono suddivise in tre gruppi fondamentali:

- rocce magmatiche: sono il prodotto finale del consolidamento di un magma, massa fusa di composizione