I terremoti

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I terremoti
Appunti di geografia per gli studenti delle
sezioni C e D a cura della prof.ssa A. Pulvirenti.
Le immagini presenti in questo file sono state
reperite in rete o modificate da testi cartacei e
vengono utilizzate solo per lelevato contenuto
didattico.
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• Un terremoto è un movimento brusco e rapido che
  si origina allinterno della terra e che si
  manifesta in superficie con una serie di scosse.
• E prodotto dalla brusca liberazione dell'energia
  accumulata da una roccia sottoposta a sforzo.
• A pressioni non elevate le rocce, sottoposte a
  sforzi, hanno un comportamento "fragile.

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Teoria del rimbalzo elastico

• 2 blocchi contigui sono costretti a muoversi in
  direzioni opposte.
• Deformazione elastica fino al limite della
  rottura.
• Formazione della faglia.
• Liberazione dellenergia accululata e ritorno ad
  una nuova posizione di riposo

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La roccia si deforma elasticamente fino ad un
valore A dello sforzo, al di sopra del quale la
relazione non è più lineare. Quando lo sforzo
raggiunge il valore C (punto di rottura) la
roccia si rompe, liberando tutta l'energia
accumulata fino a quel momento. Il punto in cui
avviene la rottura (accompagnata dallo
spostamento delle parti), viene chiamata faglia.
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Il terremoto si origina in un punto all'interno
della terra che prende il nome di IPOCENTRO, la
proiezione dell'ipocentro sulla superficie della
terra, prende invece il nome di EPICENTRO. A
partire dalla sorgente del terremoto IPOCENTRO,
si propagano in tutte le direzioni all'interno
della Terra.
Quando durante un terremoto si forma una frattura
si hanno principalmente due tipi di deformazione
STATICA e DINAMICA. La deformazione STATICA è
rappresentata dallo spostamento permanente del
terreno dovuto all'evento sismico.
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Ciclo sismico

1. Stadio intersismico accumulo di energia varia a
   seconda delle regioni, della natura delle rocce
2. Stadio presismico accentuazione della
   deformazione elastica (fenomeni precursori
   caratter. fisiche diverse)
3. Stadio cosismico liberazione di energia
   accumulata (calore e vibrazione)
4. Stadio postsismico ripristino di un nuovo
   equilibrio assestamento

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Il secondo tipo di deformazione è rappresentato
dalle onde che si liberano dallipocentro quando
avviene la frattura.
Le onde primarie, di compressione, dette onde P,
viaggiano ad una velocità tra 4 e 8 Km/s  nella
crosta terrestre. Le particelle oscillano avanti
e indietro nella direzione di propagazione
dell'onda. Si verificano variazioni di volume
compressione e dilatazione. POSSONO PROPAGARSI IN
OGNI MEZZO.
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Le onde secondarie, di taglio, dette onde S
viaggiano più lentamente circa il 60 della
velocità delle onde P (2,3 - 4,6 Km/s).Le
particelle di roccia compiono oscillazioni
perpendicolari alla direzione di propagazione.
NON SI PROPAGANO NEI FLUIDI
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Accanto alle onde P ed S esistono altri tipi di
onde le onde superficiali. I due fondamentali
tipi sono
le onde di Rayleigh (le particelle compiono
orbite ellittiche in un piano verticale lungo la
direzione di propagazione, come un'onda marina
sono responsabili delle onde sussultorie).Vel.
2,7 Km/ s
quelle di Love (le particelle oscillano
trasversalmente alla direzione di propagazione.
Sono sresponsabili delle scosse ondulatorie e
viaggiano alla velocità di 3 km/s).
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SISMOGRAFI E SISMOGRAMMI

• Le onde sismiche vengono rilevate in superficie
  dai sismografi.
• Il sismografo è costituito da un supporto al
  quale è agganciata una massa metallica che tende
  a rimanere ferma per inerzia quando il supporto,
  (solidale col terreno) si muove.
• Alla massa è agganciato un pennino che registra
  su un foglio di carta gli eventuali movimenti. Il
  risultato della registrazione si chiama
  sismogramma.
• Che informazioni danno i sismogrammi?
• Posizione dellepicentro
• Profondità dellipocentro
• Potenza e durata del terremoto
• Dati sullea struttura interna della terra
• Movimento della faglia

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LOCALIZZAZIONE DEI TERREMOTI
Per poter localizzare esattamente l'epicentro,
occorrono i dati registrati in più stazioni
sismografiche(Curve sperimentali Dromocrone) Più
la stazione è lontana e più è grande lintervallo
di tempo che passa dallinizio del terremoto e il
momento in cui viene registrato una singola
stazione sismica. A questo punto si disegna un
cerchio con centro coincidente con la posizione
della stazione e raggio uguale alla distanza
calcolata. L'evento può essere localizzato in uno
qualsiasi dei punti sulla circonferenza. Si usano
così 3 circonferenze.
dromocrone
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Profondità dellipocentro
Ci vogliono almeno 10 stazioni di
rilevamento. Terremoti superficiali 0 70 Km
75 Energia liberata Terremoti intemedi 70 300
km 22 Energia liberata Terremoti profondi
oltre 300 Km 3 Energia liberata
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Come si misura
Lenergia liberata dallipocentro di un terremoto
viene misurata dalla MAGNITUDO, tramite la scala
Richter. La MAGNITUDO è direttamente
proporzionale allenergia liberata e si può
calcolare misurando lampiezza massima (A) delle
onde sismiche registrate in una stazione,
confrontata con lampiezza standard (A0). A0 è
lampiezza generata da un terremoto di
riferimento che provochi unampiezza massima di
0,001mm rilevata da un sismografo posto a 100 Km
dallepicentro. M Log 10 A/A0 Per determinare
lenergia liberata da un terremoto (misurata in
erg), si utilizzano relazioni empiriche. E 9,15
2,15 M
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Come si misura
MAGNITUDO EFFETTI
Minore di 3.5 Generalmente non risentito, ma registrato.
3.5-5.4 Spesso sentito, ma raramente causa danni.
Sotto 6.0 Leggeri danni in costruzioni con buon disegno strutturale. Possono causare danni significativi in edifici mal costruiti o vecchi, generalmente in aree ristrette
6.1-6.9 Possono essere distruttivi in aree fino a 100 km di estesione
7.0-7.9 "Major earthquake". Possono causare danni enormi su vaste aree
Maggiori di 8 "Great earthquake". Possono causare seri danni in aree ampie anche migliaia di km.
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Prima dellintroduzione della magnitudo la forza
di un terremoto veniva indicata dalla sua
intensità, scala empirica, puramente descrittiva
basata sui danni provocati a cose e persone. Si
chiama Scala MCS (Mercalli, Cancani
Sieberg)consiste in una serie di descrizioni
degli effetti che i terremoti producono su un
numero di " sensori " che possono essere trovati
ovunque nell'ambiente.
Esseri viventi Animali e persone. All'aumentare
dell'energia un maggior numero di persone
avvertono l'evento sismico. Oggetti ordinari
All'aumentare dell'energia dell'evento un numero
maggiore di oggetti domestici (libri, quadri,
stoviglie etc) iniziano ad essere scossi e
cadono. Costruzioni All'aumentare dell'intensità
le costruzioni subiscono progressivamente danni
strutturali maggiori Ambiente naturale
All'aumentare dell'intensità aumenta la
probabilità di fratture in terrapieni, cadute di
massi , etc.
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(No Transcript)
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• Molto spesso c'e' una gran confusione tra
  intensita' e magnitudo.
• L'intensita' e' una misura degli effetti del
  terremoto su persone, cose, animali etc.
• La magnitudo e' un parametro che viene definito
  partendo dalle registrazioni dei terremoti sui
  sismogrammi.
• Per quanto riguarda la magnitudo molto spesso si
  parla della scala Richter che e' usata in
  California mentre per terremoti in Italia si
  usano altre definizioni
• A volte si sente ancora dire intensità della
  scala Mercalli (che è espressa in 10 gradi e non
  in 12 come la scala EMS o la MSK o la MCS) e che
  non è più in uso dagli anni '30.

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Prevedere i terremoti

• E' ormai accertato che per i grandi sismi i
  segnali premonitori si annunciano diversi anni
  prima.
• Si sa che nel periodo immediatamente precedente
  il sisma
• 1) la roccia, sottoposta a tensione si piega e
  ciò causa numerose microfratture nella regione di
  massima tensione.
• 2) Anche la resistività elettrica subisce delle
  alterazioni nelle aree attive la normale
  frequenza dei microsismi ha un periodo di stasi
  prima di una grave scossa.
• 3) Variazioni di livello delle acque nei laghi,
  fiumi e nel mare
• 4) Aumento della quantità di radon nelle acque
  dei pozzi
• 5) Variazioni del campo magnetico nell'area
  epicentrale del terremoto.

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Sono stati elaborati due modelli di previsione
uno americano e l'altro russo. primo stadio è
previsto un accumulo di energia elastica.
secondo stadio inizia l'emissione dei segnali
premonitori numerose fratture nell'area
sottoposta a tensione anomalo aumento del volume
della roccia, un aumento del flusso dell'acqua
nella roccia maggior quantità di radon nelle
acque. Nel modello americano in questa seconda
fase inizia a diminuire la resistività elettrica
ed anche il numero di microsismi, perchè l'acqua
riempiendo le fratture aumenta la coesione. I due
modelli differiscono sostanzialmente nel Terzo
stadio che precede immediatamente il sisma.
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• Gli americani in questa fase prevedono un maggior
  afflusso d'acqua nell'area di maggior tensione.
  Ciò comporta un aumento della velocità delle onde
  sismiche, un aumento della pressione sulle facce
  delle fratture e nei pori della roccia invasa
  dall'acqua.
• Questa azione indebolisce la struttura, che
  reagisce alle nuove spinte con una serie di
  fratture, segnalate da numerose scosse che
  evidenziano il precario equilibrio delle forze in
  gioco, che si concluderà catastroficamente alla
  ricerca di una nuova stabilità.
• Nel modello russo l'acqua non riveste alcun
  ruolo, ma la deformazione della roccia ed il
  rapido aumento delle fratture fanno diminuire la
  tensione e l'area deformata trova una precaria e
  momentanea stabilità con aumento della velocità
  sismica, diminuzione dei piccoli terremoti e
  diminuzione della resistività, ma non così
  accentuata come nel modello americano. Poi la
  pressione d'instabilità ha il sopravvento e si ha
  la scossa principale. Le rocce dopo l'evento
  sismico ritrovano le loro caratteristiche
  normali.

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I terremoti in Italia
Se si eccettuano i terremoti collegati al sistema
arco calabro-arco delle Eolie-bacino marginale
del Tirreno, l'attività sismica in Italia è
prevalentemente concentrata nella crosta
terrestre, cioè a profondità minori di 40 Km
circa.
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I terremoti nel mondo
I terremoti sono concentrati in alcune aree ben
definite da un punto di vista geologico.
a) seguono perfettamente l'andamento delle varie
dorsali oceanicheb) delineano i margini
dell'intero oceano Pacifico e dell'oceano Indiano
orientale, caratterizzati da vistosi fenomeni
recenti di tettonica compressiva
c) si addentrano nelle masse continentali
rivelando l'instabilità delle grandi linee di
sutura in corrispondenza delle catene corrugatesi
durante il ciclo Alpino-Himalayano.
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Gli tsunami

• Sono onde altissime generate da terremoti
  sottomarini.
• Sono onde lunghe che possono attraversare
  lintero oceano senza essere avvertite, ma
  crescono in altezza e diventano molto pericolose
  in acque basse. La loro velocità può raggiungere
  i 700 km /h.

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Schema di funzionamento dei rilevatori di tsunami
in mare aperto sensori posti sul fondale
registrano il passaggio delle onde di tsunami e
trasmettono segnali a boe galleggianti, che a
loro volta trasferiscono il segnale via satellite
diretto verso i centri responsabili di allertare
la popolazione