Lezione Fenomeni endogeni

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1 Lezione Fenomeni endogeni

2 Obiettivi L obiettivo di questa lezione è conoscere i fenomeni endogeni della Terra a cui sono legati lo sviluppo e l evoluzione stessa del pianeta. Tali fenomeni hanno origine dal calore interno della Terra e sono stati pienamente spiegati grazie alla teoria della tettonica a placche.

3 Introduzione I fenomeni endogeni sono la più evidente e, a volte spettacolare, manifestazione della dinamica interna della Terra. Essi sono connessi al movimento delle placche litosferiche, alla formazione e risalita di magmi verso la superficie terrestre ed ai processi orogenetici. Si possono riconoscere principalmente: PLUTONI VULCANI TERREMOTI

4 Introduzione Distribuzione dei vulcani e terremoti in relazione alle principali placche terrestri

5 Magmi I primi due fenomeni, plutoni e vulcani, sono connessi alle proprietà dei magmi A seguito di variazioni di temperatura e pressione, le rocce in profondità possono fondere e trasformarsi in magmi. Questi si differenziano per origine, composizione e posizione. In base all origine, si possono distinguere 3 categorie di magmi: Magma subcrostale: originatosi nel mantello superiore ad elevata temperatura (1200 C circa) Magma intracrostale: originatosi nella crosta continentale a temperature inferiori (500 C circa) Magma degli archi: originatosi in profondità per fusione placche convergenti

6 Magmi In base alla composizione, si possono distinguere 3 categorie di magmi: Magma acido (riolitico, sialico): contiene il 65 75% in peso di SiO 2, ricco di K e Na e poveri di Fe, Mg e Ca. Ricco in gas, ha temperatura intorno ai C e alta viscosità. Magma intermedio (andesitico): contiene il 55 65% in peso di SiO 2, ha un contenuto intermedio di Fe, Mg, Ca, K, Na e gas. Ha temperatura intorno agli C e viscosità intermedia. Magma basico (basaltico, mafico): contiene il 45 55% in peso di SiO 2, ricco di Fe, Mg e Ca e povero di K e Na. Povero in gas, ha temperatura intorno ai C e bassa viscosità. In base alla posizione, i magmi si possono formare in: Aree oceaniche: magmi basici (basalti) provenienti da fusione mantello (subcrostali) Aree continentali: magmi basici (basalti) subcrostali o magmi acidi (graniti) di origine intracrostale Aree di arco e di cordigliera: magmi intermedi (andesiti) provenienti da crosta oceanica riassorbita dal mantello a grandi profondità.

7 Plutoni I Plutoni sono corpi rocciosi di dimensioni e forma estremamente varie, derivanti dal consolidamento di un magma all'interno della crosta terrestre. Detti genericamente anche corpi intrusivi, possono essere visibili in superficie in seguito a fenomeni orogenetici o di erosione; sono sempre circondati da rocce di altra natura (rocce incassanti), spesso sedimentarie o metamorfiche. Quando il plutone attraversa trasversalmente una serie di strati sedimentari, si parla di plutone discordante, mentre in presenza di plutoni che si inseriscono tra uno strato e l altro, si parla di plutoni concordanti. La classificazione dei plutoni si basa sulla forma, sulle filone-strato dicco laccoliti dimensioni e sui rapporti con le rocce incassanti. batolite (SEI Editore, 2012)

8 Plutoni Batoliti: sono i plutoni di maggiore dimensione, almeno 100 Km 2. Generalmente formano il nucleo di catene montuose e molti costituiscono le radici di rilievi da tempo spianati dall erosione. Hanno composizione prevalentemente acida, talora derivano dalla solidificazione di masse di magma provenienti dal mantello, ma più spesso derivano da magmi di anatessi che non hanno subìto alcun movimento. Il batolite dell Adamello è il corpo intrusivo italiano di maggiori dimensioni, con circa 700 km 2 di superfici e un età compresa tra 42 e 30 milioni di anni.

9 Plutoni Filoni: sono corpi tabulari dello spessore di pochi metri. I filoni possono intrudersi tra i piani di stratificazione preesistenti nelle rocce incassanti, in tal caso si parla di filoni-strato (concordanti). Se i filoni tagliano trasversalmente gli strati preesistenti si parla di dicchi (discordanti). Spesso si osservano dicchi che si diramano dai batoliti filoni-strato dicco

10 Plutoni Laccoliti: sono plutoni concordanti, con una tipica forma a fungo, che si formano per intrusione di magma lungo i piani di stratificazione. A causa della pressione con cui vengono iniettati, riescono ad inarcare gli strati di roccia sovrastanti Laccolite granitico (rocce di colore più chiaro), sovrastato da rocce sedimentarie più antiche, sul Cuernos del Paine, nelle Ande meridionali (Cile). SEI Editore, 2012

11 Vulcani L attività vulcanica si manifesta nelle regioni della Terra dove grandi fratture e tensioni, causate da movimenti su grande scala della litosfera, riducono la pressione litostatica e consentono la risalita dei magmi verso la superficie. La spaccatura della superficie terrestre, attraverso la quale fuoriescono lave e materiali aeriformi o solidi derivanti dal magma, prende il nome di vulcano. La struttura che si forma in superficie, per l accumulo del materiale eruttato (lava, frammenti di roccia strappati al substrato preesistente, brandelli di lava solidificati rapidamente nella caduta ecc.), costituisce nel suo insieme l edificio vulcanico. Nel linguaggio corrente il termine vulcano indica non solo la frattura, ma anche l intero edificio Vesuvio Monte Somma L edificio vulcanico Vesuvio - Monte Somma, comunemente chiamato solo Vesuvio, visto da Pompei.

12 Vulcani Vulcano ad eruzione lineare Vulcano ad eruzione centrale plateux crateri avventizi cratere principale Condotto secondario antiche colate laviche Condotto principale Camera magmatica (SEI Editore, 2012) antico condotto (SEI Editore, 2012)

13 Vulcani L eruzione vulcanica, cioè la fuoriuscita del materiale magmatico in superficie, si verifica quando nella camera magmatica si crea una pressione che supera la pressione litostatica. Ciò può accadere in vari modi Eruzione vulcanica arrivo di nuovo magma nella camera magmatica separazione dei gas dal magma diminuzione della pressione litostastica per formazione di fratture nella crosta L attività vulcanica si può manifestare in modi molto differenti, tutti dipendenti dalle proprietà chimico-fisiche del magma.

14 Vulcani I magmi possono avere proprietà fisiche e chimiche differenti e i fattori che più ne condizionano il comportamento durante un eruzione sono: la viscosità la percentuale di acqua La viscosità condiziona la mobilità del magma sia durante la risalita sia nel corso delle eruzioni vulcaniche. È condizionata principalmente dal tenore di silice, in secondo luogo dalla temperatura e dal contenuto di gas In generale i magmi basici sono caratterizzati da alte temperature, dell'ordine dei C, mentre i magmi acidi sono caratterizzati da temperature più basse, C In generale il contenuto di gas è maggiore nei magmi acidi; il gas più abbondante è il vapor acqueo Magmi basici Magmi acidi VISCOSITA

15 Vulcani Il contenuto di acqua del magma è importante non solo perché determina la formazione di vapore acqueo, ma anche perché riduce la temperatura di solidificazione dei silicati. Per questo motivo, il punto di solidificazione del magma acido, ricco di acqua, è relativamente basso Magmi basici Quando il magma risale verso la superficie, la pressione a cui è sottoposto diminuisce e parte dell acqua contenuta si libera sotto forma di vapore. In questo modo il punto di solidificazione aumenta e il magma acido, già relativamente freddo, può solidificare. Il magma basico, invece, più caldo e più povero d acqua, non risente in modo significativo di questo effetto Solidificazione in base alla profondità Magmi acidi

16 Vulcani Basso contenuto di acqua e silice Basso contenuto di acqua e alto contenuto in silice Basso contenuto in silice e alto contenuto di acqua Alto contenuto di acqua e silice un effusione tranquilla di lava fluida lava viscosa che fluisce molto lentamente formando una cupola di ritagno. vapore che si espande trascinando verso l alto la lava fluida; si originano spettacolari fontane di lava. Eruzioni caratterizzate da violentissime esplosioni.

17 Prodotti Attività vulcanica Prodotti dell attività vulcanica Prodotti liquidi Prodotti gassosi Prodotti solidi Colate di lava Vapore acqueo anidride carbonica ossidi di zolfo, acido cloridrico, ammoniaca piroclastiti

18 Prodotti Attività vulcanica Prodotti liquidi Quando il magma raggiunge la superficie terrestre viene chiamato lava. Le colate laviche, dette anche effusioni, rispecchiano la composizione chimica dei magmi di origine, pertanto possiamo avere lave basaltiche, riolitiche o andesitica Le lave basaltiche hanno una temperatura di C e scorrono con una velocità notevole (anche di 50 km/h), creando espandimenti di spessore ridotto, che ricoprono vaste superfici intorno al vulcano. A ogni eruzione corrisponde la formazione di un nuovo strato, che si sovrappone a quelli precedenti, ormai solidificati Le lave riolitiche hanno una temperatura di C e sono più viscose e lente nello scorrimento. Creano in genere strutture bulbose (cupole di ristagno, guglie e duomi) che solidificano prima di allontanarsi dal condotto vulcanico o all interno di questo. Le lave andesitiche presentano infine un comportamento intermedio e spesso formano strutture bollose, perché liberano con difficoltà i gas e si muovono meno facilmente delle lave basaltiche.

19 Prodotti Attività vulcanica Prodotti liquidi Le lave solidificate possono presentarsi con forme varie e curiose, che dipendono principalmente dalla velocità di raffreddamento e dalle condizioni ambientali. Le lave a corda (dette pahoe-hoe, in hawaiano ci si può camminare sopra a piedi nudi ) derivano da colate molto fluide e si espandono in strati sottili, ricoperti da una pellicola levigata che solidifica rapidamente. Lo strato superficiale solido mantiene una certa plasticità e viene continuamente deformato dal fluido sottostante, fino a formare strutture a pieghe simili a corde

20 Prodotti Attività vulcanica Prodotti liquidi Le lave a blocchi scoriacei (dette aa, in hawaiano Non ci si può camminare sopra a piedi nudi ) hanno aspetto spugnoso e sono costituite da blocchi con una superficie irregolare e scoriacea. Questa struttura si forma quando la lava è più viscosa o ha ormai perso buona parte dei componenti volatili. Lo strato superficiale solido è molto spesso e non può deformarsi, perciò mentre il materiale sottostante ancora fuso continua a muoversi, lo strato superficiale si spacca in blocchi

21 Prodotti Attività vulcanica Prodotti liquidi Le lave basaltiche sottoposte a un brusco raffreddamento danno origine a particolari strutture a fessurazione colonnare: la lava subisce una forte contrazione e solidifica in colonne verticali a sezione prismatica

22 Prodotti Attività vulcanica Prodotti liquidi Le lave a cuscino (pillow lavas) si formano quando lave basaltiche o andesitiche vengono effuse in mare profondo. In queste eruzioni in genere la lava effonde tranquillamente e senza esplosioni, a causa della pressione esercitata dall acqua. La superficie della lava, a contatto con l acqua, si raffredda molto rapidamente, formando una pellicola vetrosa che isola dall ambiente esterno la bolla di materiale allo stato fluido. All interno il fuso solidifica lentamente e si può fratturare, creando nel cuscino strutture radiali

23 I gas vulcanici variano considerevolmente, per tipo e quantità, da caso a caso. Il vapor d acqua è sempre il componente principale e può essere miscelato con molti altri gas. I più frequenti sono l anidride carbonica, gli ossidi di zolfo, l acido cloridrico, l ammoniaca e altri composti dell azoto. I gas svolgono un ruolo importante nel determinare le modalità con cui avviene Prodotti Attività vulcanica Prodotti gassosi un eruzione e immettono nuovi materiali nell atmosfera. L immagine mostra l enorme pennacchio di anidride solforosa emesso dal complesso vulcanico cileno Puyehue- Cordón Caulle, che si trova nelle Ande a sud di Santiago (Interferometria dal satellite MetOp-A Université Libre de Bruxelles (ULB))

24 Prodotti Attività vulcanica Prodotti solidi I piroclasti sono frammenti solidi o semisolidi, di composizione e dimensioni varie, eiettati dal vulcano nell atmosfera durante una fase di attività esplosiva. Essi derivano da materiali strappati alle rocce dell edificio vulcanico, oppure da lave solide che ostruiscono i condotti e vengono frantumate durante un esplosione. cenere I piroclasti sono classificati in base alle dimensioni : Lapilli bomba

25 Prodotti solidi I piroclasti si depositano secondo tre meccanismi: per caduta gravitativa per colata per ondata basale Prodotti Attività vulcanica Caduta gravitativa (SEI Editore, 2012) Colata Ondata basale (SEI Editore, 2012)

26 Prodotti Attività vulcanica Prodotti solidi Depositi da caduta Depositi da flusso Ignimbrite: flusso di emulsione trifase (gas, liquidi e solidi in sospensione) molto caldo prodotto da eruzione esplosiva Depositi da ondata basale Base surge: flusso di emulsione bifase (acqua e solidi in sospensione) prodotta dal contatto tra lava in risalita e acqua di falda che produce violente esplosioni, generando un cratere vulcanico detto maar

27 Attività vulcanica L attività vulcanica può manifestarsi in modi differenti come differenti sono gli edifici vulcanici ad essa legati e ciò dipende dalle proprietà chimico-fisiche del magma. Attività vulcanica attività effusiva dominante (magma fluido) attività effusiva prevalente (magma meno fluido) attività mista (effusiva-esplosiva con magma viscoso) attività solo esplosiva eruzioni di tipo hawaiiano eruzioni di tipo islandese eruzioni di tipo stromboliano eruzioni di tipo vulcaniano eruzioni di tipo pliniano (vesuviano) eruzioni di tipo peléeano eruzioni di tipo idromagmatico

28 Attività vulcanica Lava fluida - hawaiano Lava molto fluida - islandese L. fluida + esplosioni - stromboliano

29 Attività vulcanica L. acida + esplosioni - vulcaniano Esplosioni e svuotamento - vesuviano L. acida+ a bassa temp. peleano magma + falda freatica. idromagmatica

30 Edifici vulcanici Vulcano a scudo E' caratterizzato da una forma appiattita dovuta alla presenza di lave basaltiche molto calde e fluide che scorrono in larghe colate per molti chilometri prima di solidificarsi. Il Mauna Loa nelle isole Hawaii è un vulcano di questo tipo.

31 Edifici vulcanici Strato-Vulcano Vulcano a forma di cono che si forma da una successione di emissioni effusive con emissioni esplosive di frammenti minuti di lava che si depositano intorno al cratere dando origine alle piroclastiti. L edificio risultante è un alternanza di strati di lava e di piroclastiti. (Vesuvio, Etna).

32 Edifici vulcanici Vulcano a caldera Un tipo particolare di stratovulcano è il vulcano a caldera, generato da un rapido svuotamento della camera magmatica e successivo sprofondamento di una zona anulare intorno alla bocca eruttiva detta caldera (da Bosellini, 1984)

33 Vulcani nel mondo Distribuzione geografica dei vulcani I vulcani recenti non sono sistemati in modo casuale sulla superficie terrestre, ma in base a determinate fasce geografiche. Attualmente sono attivi circa 500 vulcani concentrati in lunghe fasce o in catene di edifici. I fenomeni vulcanici sono associati principalmente alle dorsali oceaniche, e ai margini continentali. In generale la distribuzione dei vulcani corrisponde a quella dei terremoti, perché sismicità e vulcanesimo sono collegati ai movimenti della litosfera causati dal mantello.

34 Vulcani nel mondo Distribuzione geografica dei vulcani

35 Vulcani isolati Vulcanismo in centri isolati o punti caldi Sono aree oceaniche o continentali dove si riscontrano edifici vulcanici formati da materiale caldo in risalita che proviene dalle parti più profonde del mantello. Il materiale caldo in risalita prende il nome di plume o hot spot. Gli hot spot restano nella stessa posizione nel matello, mentre il vulcano soprastante si muove con la zolla, dando origine alle caratteristiche file di vulcani che rendono riconoscibile la struttura. Le isole Hawaii rappresentano uno degli hot spot più noti, attivo da più di 70 milioni di anni.

36 Vulcanesimo secondario All'attività vulcanica principale è spesso collegata un attività secondaria, costituita da una serie di fenomeni dovuti all'elevato flusso di calore presente nel territorio. Tali fenomeni, talvolta pericolosi e rischiosi per le popolazioni, sono spesso utilizzate in vario modo (es, produzione di energia geotermica, scopi terapeutici) Le sorgenti termali Sono formate da acque sotterranee che raggiungono magmi sepolti e vengono da questi riscaldate. Sono molto diffuse in Italia (Abano, Montecatini, Saturnia, Ischia, Agnano, etc.). Sono acque calde ricche di gas e sali minerali, spesso sfruttate per le loro qualità terapeutiche.

37 Vulcanesimo secondario I geyser Sono getti di acqua calda alti fino a 60 metri che fuoriescono a intervalli regolari da aperture del terreno. Famosi sono quelli dell'islanda, sfruttati per la produzione dell'energia termoelettrica. I soffioni boraciferi Sono getti caldissimi di vapor d'acqua, di acido borico e di altri gas (CO 2, H 2 SO 4, NH 3 etc.) che fuoriescono ad alta pressione e temperatura di circa 200 C attraverso fessure del terreno, raggiungendo fino a 20 m di altezza. I soffioni boraciferi di Larderello, in Toscana, erano un tempo sfruttati per l'estrazione dell'acido borico; oggi sono utilizzati per la produzione di energia.

38 Vulcanesimo secondario Le solfatare Sono emissioni di vapori d'acqua surriscaldato assieme all'anidride carbonica e ad acido solfidrico: da queste si libera zolfo che si deposita come incrostazione attorno alle bocche di emissione. La più importante solfatara in Italia è quella di Pozzuoli, situata all'interno del cratere di un vulcano estinto. Le fumarole Sono emissioni di acqua e anidride carbonica ad alta temperatura. Sono presenti nei Campi Flegrei, a Ischia, alle pendici dell'etna e nelle Isole Eolie. Nella famiglia delle fumarole possiamo includere le mofete, emissioni di CO 2 dal suolo a temperature normali. Sono riconoscibili per la produzione di bollicine nell'acqua o nel fango

39 Vulcani in Italia L Italia è costellata di vulcani presenti sulla terraferma, sommersi dal mare ed emersi come isole. Molti sono ormai estinti da qualche decina di migliaia di anni, come il M. Amiata, i Colli Albani e le Isole Pontine. I vulcani ancora attivi sono l Etna, il più grande vulcano attivo d Europa, e le isole Eolie. In fase di temporaneo riposo sono i Campi Flegrei, Ischia, e, in particolare, il Vesuvio. Quest ultimo, a riposo dal 1944, è oggetto di numerosi studi per la prevenzione del rischio vulcanico, data l alta densità abitativa delle aree circostanti.

40 Terremoti Movimenti del suolo dovuti a improvvise rotture o dislocazioni di grandi masse rocciose della litosfera sottoposte a sforzi continuati oltre il loro limite di deformazione elastica (da Bosellini modificata, 1984) La rottura avviene in corrispondenza di un volume di roccia che, sottoposto a tensione, si rompe dando luogo a scorrimento relativo lungo un piano di debolezza, definito piano di faglia. Per convenzione si individua un punto preciso dal quale partono i primi impulsi: fuoco o ipocentro

41 Terremoti La rottura ha inizio nell ipocentro e si propaga lungo il piano di faglia, consentendo lo scorrimento relativo dei due blocchi rocciosi. La geometria della faglia e il senso del movimento sono determinati dalla combinazione di sforzi tettonici a carattere locale e regionale. Ipocentro o fuoco sismico: zona interna alla crosta terrestre in cui si origina la frattura, con liberazione di energia. Epicentro: zona della superficie terrestre posta sulla verticale dell ipocentro, dove arriva un insieme di onde di varia frequenza e velocità che fanno vibrare il terreno. (da Bosellini modificata, 1984)

42 Terremoti Teoria del rimbalzo elastico L energia immagazzinata nelle rocce si libera in parte sotto forma di onde elastiche, generatrici di terremoti, e in parte sotto forma di calore. (Casati P, 1985) Una lastra sottoposta a sforzi prima si flette elasticamente e poi si spezza; i due tronconi riprendono la forma piana dopo aver compiuto vibrazioni che consentono di dissipare l energia accumulata

43 Terremoti Tipi di terremoti Tettonici: hanno origine dai movimenti lungo le faglie, causati dai movimenti relativi delle placche litosferiche. Sono i terremoti più frequenti ed anche quelli più potenti, in quanto rilasciano una grande quantità di energia.. Vulcanici: provocati dalla risalita delle masse magmatiche sotto la spinta dei gas, hanno origine dall'attività vulcanica locale. Sono meno frequenti dei terremoti tettonici e hanno una potenza inferiore. da Crollo: originati dalla caduta improvvisa di volte di caverne, di gallerie o anche di grandi falde rocciose su versanti montuosi, sono poco frequenti ed hanno una potenza molto limitata e localizzata

44 Terremoti Tipi di terremoti I terremoti possono essere classificati anche in base alla profondità dell'ipocentro del sisma. Sotto quest'altro aspetto i terremoti possono essere classificati nel seguente modo: Terremoti superficiali: hanno un ipocentro ad una profondità compresa tra zero e 70 chilometri di profondità. Terremoti intermedi: hanno un ipocentro ad una profondità compresa tra 70 e 300 chilometri di profondità Terremoti profondi: hanno un ipocentro ad una profondità compresa tra 300 e 720 chilometri di profondità.

45 Onde sismiche La rottura delle rocce all interno della terra libera energia sotto forma di onde elastiche, che vengono registrate da strumenti chiamati sismografi. Queste onde elastiche, dette onde sismiche si distinguono in due gruppi: Onde superficiali Onde di volume Love (L) Rayleigh (R) longitudinali (P) trasversali (S)

46 Onde sismiche Onde longitudinali (P, prime o di compressione) Si propagano mediante il moto delle particelle nella stessa direzione di propagazione delle onde; si propagano sia nei solidi che nei fluidi Onde trasversali (S, seconde o di taglio) Si propagano mediante il moto particelle perpendicolare alla direzione di propagazione delle onde; si propagano solo nei solidi, con velocità inferiore alle onde P compressione Onda P oscillazione delle particelle oscillazione delle particelle direzione di propagazione dilatazione Mezzo non disturbato Onda S direzione di propagazione Mezzo non disturbato Lunghezza d onda (da Bosellini, 1984)

47 Onde sismiche Onde di Love Si sviluppano solo in presenza di uno strato a bassa velocità e non si trasmettono nei fluidi; inducono spostamenti orizzontali e trasversali rispetto alla direzione di propagazione Onde di Rayleigh Determinano spostamenti ellittici delle particelle il cui moto avviene nel piano verticale e con verso retrogrado rispetto alla direzione di propagazione Onda di Love direzione di propagazione Mezzo non disturbato Onda di Rayleigh Onde superficiali Onde longitudinali Onde trasversali Mezzo non disturbato (da Bosellini, 1984)

48 Onde sismiche Onde P V P 4 3 k V S Onde S = densità = modulo di taglio; resistenza che oppongono le rocce alle forze che tendono a variare la forma k = modulo di incompressibilità; resistenza che oppongono le rocce alle forze che tendono a variare il volume VP V S 3

49 Onde sismiche Strumenti di registrazione SISMOGRAFO: strumento costituito da masse sospese per mezzo di molle, che restano ferme per inerzia quando si verifica un terremoto. Alle masse sospese sono fissate punte scriventi, le quali segnano i movimenti su un rullo di carta avvolto attorno a un cilindro in rotazione, solidamente ancorato al suolo in modo da riprodurne fedelmente le vibrazioni registrazione della componente orizzontale delle onde sismiche) registrazione della componente verticale delle onde sismiche)

50 Sismogrammi Onde sismiche La registrazione del sismografo è un sismogramma, su cui si può leggere l arrivo successivo delle onde sismiche. Dalla lettura di un sismogramma è possibile distinguere: una prima parte riferibile alle sole onde longitudinali, le più veloci e quindi le prime ad arrivare, una seconda parte formata dalle onde longitudinali e da quelle trasversali, una terza parte formata dalle onde longitudinali, trasversali e superficiali. Tempo (s) (INGV)

51 Dai sismogrammi si può risalire alla distanza dell epicentro in base alle differenze dei tempi di arrivo tra onde P ed S: tali differenze aumentano al crescere della distanza della sorgente sismica, e ciò fornisce un criterio per valutare la distanza tra la stazione di misura e l epicentro. Le registrazioni di tre stazioni differenti permettono di risalire all epicentro del sisma. Onde sismiche NB: La curvatura delle linee è dovuta al passaggio delle onde attraverso strati più profondi e veloci L epicentro è individuato dall intersezione delle tre circonferenze che hanno come raggio la distanza dall epicentro delle tre stazioni di misura

52 Scale di misura La misura delle onde sismiche può avvenire: attraverso la stima degli effetti in superficie oppure in termini di energia rilasciata all ipocentro. La scala Mercalli (1930) misura l'intensità del terremoto basandosi su effetti macrosismici (danni a persone e manufatti); è pertanto una misura relativa della forza di un sisma, in quanto i danni rilevati, dipendono: dalle caratteristiche delle strutture, dalla densità abitativa, dall'importanza artistica di determinati edifici da altre variabili indipendenti dal terremoto stesso.

53 Scale di misura Con questo metodo, le zone che hanno riportato gli stessi danni, vengono racchiuse da linee dette isosisme. Ad ogni isosisma corrisponde un grado di intensità, dipendente dagli effetti prodotti dal terremoto all'interno dell'area racchiusa dall'isosisma. L'intensità massima si avrà in corrispondenza dell'epicentro e poi man mano che ci si allontana dall'epicentro, avremo delle intensità via via minori. I gradi d'intensità, vengono attribuiti alle varie zone, sulla base di una tabella, nella quale vengono riportati i gradi ed i relativi effetti Isosisme per il terremoto dell Irpinia 1980

54 Scale di misura Dopo essere stata revisionata dal fisico italiano Adolfo Cancani, che portò i gradi della scala da 10 a 12, e riscritta dal geofisico tedesco August Heinrich Sieberg, venne rinominata Mercalli, Cancani e Sieberg (MCS)

55 Scale di misura Effetti di terremoti a differenti gradi della scala Mercalli (MCS) VI grado VIII grado IX grado X grado

56 Scale di misura La scala Richter prende il nome dal fisico e sismologo americano Charles Francis Richter che la sviluppò nel 1935 in collaborazione con Beno Gutenberg. Viene utilizzata per quantificare su base logaritmica l energia liberata dal terremoto nel punto della frattura della crosta terrestre, l ipocentro; la stima dell energia rilasciata dal terremoto viene espressa con la cosiddetta magnitudo. Nella definizione data da Richter, la magnitudo di qualsiasi terremoto è data dal logaritmo in base dieci del massimo spostamento della traccia (rispetto allo zero, espresso in micrometri) in un sismografo a torsione di Wood-Anderson calibrato in maniera standard, se l evento si fosse verificato ad una distanza epicentrale di 100 km. Ciò significa che ad un aumento di una unità nella magnitudo corrisponde un aumento di ampiezza delle onde sismiche di 10 volte.

57 Scale di misura Il valore dell energia effettivamente liberata da un terremoto si ricava dalla magnitudo mediante relazioni empiriche che variano a secondo delle aree geografiche e soprattutto geologiche. In Italia la relazione che si adopera è la seguente: log E = 9,15 + 2,15 M con E espressa in erg e M magnitudo delle onde di superficie. Una differenza di magnitudo pari a 1,0 equivale ad un aumento di energia liberata pari a circa 31 volte. Magnitudo di alcuni terremoti in Italia

58 Scale di misura Accelerazione massima al suolo (Pga): parametro espresso come percentuale dell accelerazione di gravità (g) sulla superficie terrestre. Consente di stimare le forze che agiscono sulle strutture durante i terremoti, con particolare riferimento alle spinte orizzontali, le più pericolose per gli edifici. Strumenti di misura accelerografi Per la valutazione della pericolosità sismica, riveste grande importanza la componente orizzontale della accelerazione massima al suolo

59 Distribuzione dei terremoti in Italia dal 1981 al 2011 Aree maggiormente attive: Sicilia nord-orientale Arco calabro Appennino settore nord-orientale delle Alpi Terremoti in Italia INGV Le placche tettoniche nel Bacino del Mediterraneo INGV