Studiare i terremoti in laboratorio per meglio comprendere la fisica del processo

Transcript

1 Studiare i terremoti in laboratorio per meglio comprendere la fisica del processo Cristiano Collettini & Marco Scuderi GLASS: FEAT:

2 Terremoto e tsunami di Tohoku 2011 Giappone, M=9.2!"#$ %&'(&)&*"& +,"-$.%)/#0$ Maggiori informazioni a:

3 Terremoto e tsunami di Tohoku 2011 Giappone, M=9.2 L inaspettato e forte scivolamento della porzione più superficiale della faglia ha provocato il grande tsunami.

4 La conoscenza dei terremoti e di conseguenza la stima del rischio a essi associato ha come prerequisito la comprensione dei processi fisici che li determinano.

5 La conoscenza dei terremoti e di conseguenza la stima del rischio a essi associato ha come prerequisito la comprensione dei processi fisici che li determinano. Tanto più sappiamo sulla fisica dei terremoti, tanto maggiori saranno le possibilità di essere preparati al prossimo evento.

6 1/&2%+"&3/4&5."&+06*"&*"&7"+",%&*/"&0/44/)$0"&+$#$&+0%0/&3$+0/&*%.&0/44/)$0$&*"&8%#&!4%#,"+,$&

7

8

9 1213

10 Teoria del rimbalzo elastico Reid 1910 e comportamento stick-slip

11 I terremoti generalmente avvengono ai limiti di placca..

12 I terremoti generalmente avvengono ai limiti di placca..

13 I terremoti generalmente avvengono ai limiti di placca..

14 I terremoti generalmente avvengono ai limiti di placca..

15 ..sulle faglie Espressione superficiale della faglia che ha generato il terremoto di Kobe in Giappone nel 1995, M = 6.5.

16 ..sulle faglie Espressione superficiale della faglia che ha generato il terremoto di Norcia il 30/10/2016 M = 6.5.

17 Faglia di San Andreas in California

18 Faglia: struttura geologica assimilabile ad un piano che separa due porzioni di crosta terrestre. Il terremoto è l espressione diu un movimento lungo la faglia.

19 Lo spostamento continuo delle placche, oggi misurato dai sistemi satellitari, viene accomodato lungo le faglie con un movimento stick-slip

20 Durante un ciclo sismico (intervallo di tempo che intercorre tra l enucleazione di un terremoto e l evento successivo sulla stessa faglia) il comportamento della faglia è stick-slip.(&@, Forze generate dal movimento delle placche

21 Perché la commissione grandi rischi ha detto che ci si può aspettare un terremoto fino a M = 7 nella zona di Campotosto?.(&@,#-%/%00,&*,# >%&#$%&&%'($(.(&@, B%'>(

22 Perché la commissione grandi rischi ha detto che ci si può aspettare un terremoto fino a M = 7 nella zona di Campotosto?.(&@,#-%/%00,&*,# >%&#$%&&%'($(.(&@, B%'>(

23 Perché la commissione grandi rischi ha detto che ci si può aspettare un terremoto fino a M = 7 nella zona di Campotosto?.(&@,#-%/%00,&*,# >%&#$%&&%'($(.(&@, B%'>(

24 Evoluzione della probabilità di un terremoto con Intensità > 8 prima e durante la sequenza emiliana del 2012.

25 Perché la commissione grandi rischi ha detto che ci si può aspettare un terremoto fino a M = 7 nella zona di Campotosto?

26 Perché la commissione grandi rischi ha detto che ci si può aspettare un terremoto fino a M = 7 nella zona di Campotosto?

27 Perché la commissione grandi rischi ha detto che ci si può aspettare un terremoto fino a M = 7 nella zona di Campotosto? M s Rottura L Rottura A 7 1 m 30 km 10 3 km cm 10 km 10 2 km cm 3 km 2 10 km mm m mm m 2

28 Il comportamento stick-slip della faglia è controllato prevalentemente: 1) dalla velocità di deformazione placche; 2) dalla rigidità delle rocce intorno alla faglia; 3) dall attrito lungo il piano di Forze generate dal movimento delle placche

29 Stick-slip e l analogo dello spring-slider (ovvero il comportamento elastico-frizionale)

30 Stick-slip e l analogo dello spring slider (ovvero il comportamento elastico-frizionale)

31 Lo spring slider in azione (ovvero il comportamento elastico-frizionale)

32 Cominciamo la parte sperimentale Molle Pesi Righello Legge di Hooke

33 J($,;#1#J#7#13F#E =$..% 9 >%0( -%C$(-,""D-E,'%-$( F11#GEH F534:4 392#G/'H I13#GEH I53124 F5I#G/'H =$..% F >%0( -%C$(-,""D-E,'%-$( F11#GEH F534:4 K92#G/'H I13#GEH I53124 I5:#G/'H

34 +>(0$,'%-$(

35 +>(0$,'%-$(

36 F +>(0$,'%-$(

37

38 =$..% 9 =$..% F L&(M,#1 >&(M,#F L&(M,#1 >&(M,#F F F5: I F F5K F5F K5N N F5F F F5K I5N F F5: K5K K K K I5N F F5: F I I N F58 I5N I F5K F5F N5K I58 K5K F I5N F5N K K O9 O99 OO9 OO O %)*, 6%)*, 6%)*, 6%)*, F582 F5N K522 K5NF

39 L entità dello scivolamento e quindi la magnitudo del terremoto è funzione di vari parametri, p.es.: a) tipo di superficie di scivolamento analogo attrito della faglia; b) rigidità della molla analogo delle rocce intorno alla faglia; c) velocità del motore analogo delle velocità delle placche;

40 Apparati sperimentali per simulare lo scivolamento lungo faglie

41 Cicli sismici e comportamento stick-slip in laboratorio

42

43 Cicli sismici e comportamento stick-slip in laboratorio

44 Velocità di propagazione delle onde acustiche come strumento per monitorare l evoluzione dei parametri fisici della faglia durante il ciclo sismico. +/D)%&*#%$#,"95#J,$D&%#P%(0/*%-/%#F314

45 Velocità di propagazione delle onde acustiche come strumento per monitorare l evoluzione dei parametri fisici della faglia durante il ciclo sismico.

46 Segnali precursori dati dalla diminuzione delle velocità onde acustiche prima del terremoto in laboratorio. +/D)%&*#%$#,"95#J,$D&%#P%(0/*%-/%#F314

47 1) Evoluzione delle Vp simili in eventi di laboratorio a) e naturali b) e c). +/D)%&*#%$#,"95#J,$D&%#P%(0/*%-/%#F314

48 1) Evoluzione delle Vp simili in eventi di laboratorio a) e naturali b) e c). 2) Segnali precursori dati dalla diminuzione delle velocità onde acustiche a) in laboratorio; b) su faglie altamente monitorate come la San Andreas. +/D)%&*#%$#,"95#J,$D&%#P%(0/*%-/%#F314

49 1) Evoluzione delle Vp simili in eventi di laboratorio a) e naturali b) e c). 2) Segnali precursori dati dalla diminuzione delle velocità onde acustiche a) in laboratorio; b) su faglie altamente monitorate come la San Andreas. Monitoraggio di faglie real-time come potenziale strumento per individuare i segnali precursori dei terremoti! +/D)%&*#%$#,"95#J,$D&%#P%(0/*%-/%#F314

50 Grazie GLASS: FEAT: