Riassunto esame Geografia del paesaggio e dell'ambiente, prof. Pinna Sergio, libro consigliato Geografia dei rischi naturali, S. Pinna

IL RISCHIO SISMICO

Terremoto (o sisma): serie di oscillazioni del terreno, che si succedono per un periodo di tempo che

può andare da pochi secondi ad alcuni minuti, causate da una liberazione rapida ed improvvisa di

energia meccanica nel sottosuolo, che si propaga mediante onde sismiche.

La maggior parte dei sismi è di origine tettonica, cioè conseguenza di movimenti che avvengono

lungo grandi superfici di frattura della crosta terrestre, dette faglie. I forti attriti in gioco

impediscono che una data spinta si tramuti in un movimento continuo, determinando quindi un

progressivo accumulo di tensione elastica; quando si raggiunge il limite di resistenza dei materiali

rocciosi, si produce appunto quella liberazione improvvisa di energia cinetica, che causa le scosse di

terremoto.

Rispetto alla superficie, o specchio, di faglia:

Tetto: la massa rocciosa che sovrasta lo specchio

Letto: la parte sotto la superficie

Rigetto: spostamento verticale

Tipi di faglie:

Dirette: dovute a tensioni distensive della crosta; il tetto si abbassa rispetto al letto, determinando

un allungamento della porzione di roccia coinvolta

Inverse: il tetto scorre sopra al letto per spinte compressive; ne deriva un accorciamento

Trascorrenti: spostamento solo orizzontale

Ipocentro: luogo dove su origina il terremoto, inteso come area dato che viene coinvolto un piano di

faglia.

Epicentro: luogo della superficie terrestre posto sulla verticale dell’ipocentro che corrispondo alla

zona dove il terremoto si manifesta con massima intensità

Onde sismiche

Onde di Volume: che si originano dall’ipocentro

Onde P: le più veloci ad arrivare al sismografo. L’oscillazione è nella stessa direzione dello

spostamento (onde longitudinali per compressione e dilatazione)

Onde S: arrivano per seconde, sono onde trasversali (oscillazioni ortogonali al verso del

moto) per cui non si trasmettono nei liquidi.

Onde di Superficie: che si originano quando quelle di volume incontrano una superficie di

discontinuità fisica (la superficie terrestre); esse sono avvertite come scossa di terremoto.

orizzontale in direzione ortogonale rispetto

Onde L (Love): fanno vibrare il terreno sul piano

alla direzione di propagazione dell’onda

Onde R (Rayleight): fanno vibrare le particelle superficiali del terreno secondo un movimento

ellittico, retrogrado in rapporto alla direzione di propagazione dell’onda.

Classificazione dei terremoti in base alla profondità dell’ipocentro

a) Superficiali: fra 0 e 70 km (più frequenti)

b) Intermedi: fra 70 e 300 km

c) Profondi: fra 300 e 700 km

N.B: Oltre 700 km le condizioni di pressione e temperatura non rendono più possibile il fenomeno.

Sismogramma: grafico che scaturisce dalla registrazione del passaggio, nel luogo dove è posizionato

lo strumento, di un treno di onde sismiche; da esso si possono ricavare gli intervalli di tempo che

separano l’arrivo di un tipo d’onda all’altro e l’ampiezza elle oscillazioni che serve per classificare il

terremoto. L’esame di almeno tre sismogrammi ottenuti in tre località differenti serve per

individuare l’epicentro dell’evento.

La distribuzione geografica della sismicità

Per valutare le caratteristiche di rischio di un territorio si utilizza la misura dell’accelerazione

massima del suolo; la pericolosità è espressa in termini di probabilità di superamento di certe soglie

di accelerazione, in un dato lasso di tempo.

La distribuzione geografica del pericolo del territorio varia da aree continentali, quasi del tutto prive

di pericolo, ad aree esposte a grande rischio. Inoltre si nota una forte analogia con il vulcanismo

quindi un’alta probabilità di eventi sismici nei territori lungo i margini delle zolle.

America Settentrionale: pericolo elevato nella fascia occidentale (scontro fra la placca nord‐

in gran parte del Canada, mentre nella parte centro

americana con la pacifica); bassissima sismicità

orientale i valori sono più elevati, in special modo nella New Madrid seismic zone, lungo la valle del

Mississippi.

America Meridionale: pericolo lungo le coste pacifiche in diminuzione spostandosi verso Est.

Europa: bassa sismicità al centro e al nord, eccezion fatta per l’Islanda, alta nelle regioni meridionali

con la Francia che invece presenta un sismicità bassa. Italia, le zone balcaniche, tutta l’area dello

Ionio e dell’Egeo, gran parte della Turchia sono ad elevato rischio sismico.

Africa: valori considerevoli solo nella grande rift

Asia: le uniche zono dove la sismicità è assente sono la Siberia e il Kazakistan, bassa nel settore

centro meridionale della penisola indiana e quelli di Nord‐Est e di Sud‐Ovest della Cina. Alta

sismicità in Giappone, nelle Filippine, nella zona dell’Himalaya e a Sud‐Ovest del continente asitico.

Australia: sismicità medio bassa

La geografia della sismicità in Italia

I più alti valori di sismicità si riscontrano nella Sicilia sud orientale, nello Stretto di Messina, in tutto

l’asse appenninico compreso fra la Calabria e l’Umbria meridionale, con l’aggiunta di Veneto

orientale e Umbria (rilievi carnici). La Sardegna in pratica non presenta rischio sismico; Piemonte,

hanno pericolosità basse. La Toscana è a rischio nella zona

Alto Adige e la Penisola Salentina

appenninica del Mugello.

Magnitudo dei terremoti

Ritcher è stato il primo a creare un metodo per la definizione strumentale della potenza di un

evento sismico. Nel 1935 ha proposto il calcolo della Magnitudo (M), un parametro ottenuto dalla

il logaritmo di massimo traccia di ampiezza (logA) misurata in mm attraverso il Wood

differenza tra

Anderson e un terremoto di riferimento, ovvero un sisma campione scelto da Ritcher che ad una

distanza di 100 km dall’epicentro avrebbe determinato un’ampiezza della traccia massima pari ad

un millesimo di millimetro (logA ):

0 M = logA ‐ logA

0

(Il risultato è un n. decimale che varia da valori negativi fino anche a infinito)

) e richiede l’applicazione della

Il parametro introdotto da Ritcher è definito “magnitudo locale” (M

L

seguente formula: M = Log(A/T) + f(D,h) + C + C

L s r

A= ampiezza del segnale; T= periodo del segnale al sismografo; D= distanza dall’epicentro; h=

profondità dell’ipocentro; C e C = fattori dipendenti dalle caratteristiche geologiche del sito della

s r

stazione di rilevamento e della regione attraversata dalle onde.

Dopo Ritcher sono stati elaborati altri metodi tutti però accumunati da un difetto ovvero un effetto

di saturazione verso i valori più elevati e quindi la difficoltà a distinguere correttamente i sismi di

grande violenza.

Tale problema è stato risolto nel 1979 con l’introduzione della “magnitudo momento” (M ), un

w

parametro riferito al “momento sismico” (M ), cioè un’ampiezza in grado di esprimere la quantità di

0

energia liberata; esso è esplicabile nella seguente formula:

M = µ * A * L

0

µ= modulo di rigidità delle rocce; A= area della superficie (o specchio) di faglia coinvolta nel

movimento; L= spostamento medio lungo la faglia stessa.

La scala della Magnitudo Momento è stata tarata per adeguarsi sostanzialmente ai valori che

scaturirebbero da quelle messe a punto in precedenza; la classificazione di terremoti di

(il sisma più forte con M =9, 5 si è verifica nel

considerevole energia avviene ormai secondo la M

w w

1960 in Valdivia nel Cile).

Fra magnitudo e numero di terremoti vi è una relazione inversa del tipo:

LogN = α – β * M

(Ergo più i terremoti hanno un magnitudo momento di valore alto meno sono frequenti)

Il sisma più violento in Italia fu quello del 1693 nella parte sud est della Sicilia con M = 7,4, seguito

w

= 7, 2.

da quello di Messina del 1908 con M

w

L’energia (erg) liberata nell’ipocentro può essere valutata, in funzione della magnitudo, con

l’espressione: LogE = 1,5 * M + 11,8

Grazie ad essa sappiamo che il sisma in Valdivia ha sviluppato un energia 120 mila volte superiore a

quella della bomba di Hiroshima.

Scale dell’intensità e carte a isosisme Magnitudo ≠ Intensità

Magnitudo. Energia liberata nell’ipocentro quantificata secondo una scala di valori continua e

illimitata, la scala Richter.

Intensità. Entità degli effetti del sisma sulle persone, sui manufatti e sull’ambiente stimata sulla base

dei 12 gradi della scala Mercalli.

Quindi vi è un unico dato di magnitudo e diversi valori di intensità nella varie parti del territorio.

L’uso delle scale di intensità permettono quindi di ottenere una distribuzione geografica degli effetti

del sisma, mediante la costruzione delle isosisme.

Scala MCS (Mercalli – Cancani – Sieberg). Scala frutto di un serie di aggiustamenti successivi

apportati allo schema originario della Mercalli

Scala EMS (European Macrosesmic Scale). Scala frutta della commissione sismologica europea,

entrata in vigore nel 1998 con una collaborazione tra ingegneri e geofisici.

scale sono basate su 12 livelli, l’1 si riferisce ad una scossa avvertibile solo con appositi

Entrambe le

strumenti e 12 è il livello di una situazione simil apocalittica con la distruzione di ogni manufatto.

A parità di condizioni, con l’aumentare della magnitudo cresce anche il valore massimo della Scala

Mercalli; perciò sono state ricavate delle correlazioni empiriche che legano le due grandezze.

Gutemberg e Ritcher hanno calcolato la seguente formula:

M = 0,67 * I + 1,0

max

Mentre sui terremoti superficiali in area appenninica si utilizza la seguente variante:

M = 0,40 * I + 1,69

max

Attraverso le scale di intensità è possibile ottenere le isosisme ovvero rappresentazioni della

distribuzione geografica degli effetti di un sisma attraverso linee di confine, necessariamente

approssimate, fra zone ove il terremoto si è manifestato secondo due successivi gradi di intensità.

Le isosisme racchiudono quindi aree dove gli effetti del terremoto sono stai dello stesso tipo: i

massimi saranno nella zona epicentrale, mentre valori più bassi si riscontreranno allontanandosi da

essa. Date le condizioni geologico‐tettoniche le isosisme hanno della forme complesse simili a ellissi

o più irregolari, magari lobate.

Lo studio della sismicità e i criteri per la relativa zonazione

Per poter predisporre degli adeguati piani di mitigazione dei rischi è necessario innanzitutto definire

in maniera migliore possibile i caratteri di sismicità del territorio.

Si utilizzano dati strumentali forniti da numerose stazioni appar