LE SCALE SISMICHE E L E N A G O V O N I

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Geraldo Valenti
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1 LE SCALE SISMICHE E L E N A G O V O N I

2 Prerequisiti Le strutture tettoniche (faglie, falde di sovrascorrimento, pieghe) Le rocce e le loro principali caratteristiche Gli aspetti fondamentali del sisma (teoria del rimbalzo elastico, onde P, S, R, L) Distribuzione dei terremoti (in Italia e nel mondo) Elementi di base di cartografia Elementi di cartografia tematica Cenni di cartografia digitale e di utilizzo del GIS

3 Le scale sismiche Come si misura un terremoto: con la quantità di energia liberata con la determinazione degli effetti provocati

4 Per ottenere i due valori occorrono procedure diverse: Per misurare l energia liberata sono necessari strumenti specifici (sismografi). Per stimare gli effetti provocati dal sisma si devono effettuare sopralluoghi nelle aree colpite (aree epicentrali).

5 Le scale comunemente utilizzate sono due: Per stimare l energia liberata : Per stimare l intensità: Magnitudo Richter (Local Magnitude M L ) Scala MCS (effetti macrosismici)

6 Magnitudo Richter (Local Magnitude M L ) Fu messa a punto attorno al 1930 dal sismologo C. Richter. Originariamente servì per catalogare i terremoti della California. È stata originariamente sviluppata su un sismografo a torsione (Wood- Anderson, periodo 0.8s). Confronta il logaritmo in base 10 dell'ampiezza della traccia sul sismografo (corretta per l'attenuazione dovuta alla distanza) con il logaritmo in base 10 dell'ampiezza di un evento standard. Come evento standard (Magnitudo=0) Richter prese un sisma distante 100 Km capace di produrre una traccia da 1mm sul suo sismogramma. Dalla definizione segue che all'aumento di un grado della Magnitudo Richter corrisponde un fattore 10 nello spostamento del suolo. La Magnitudo Richter può essere calcolata solo per terremoti che avvengono a distanza minore di 600 km dalla stazione che ha registrato l'evento.

7 Come aumenta l energia lungo la scala Richter? La Magnitudo Richter fornisce una stima dell'energia rilasciata nell ipocentro dal sisma. All'aumento di un grado della Magnitudo Richter corrisponde un fattore 32 in energia (ovvero un fattore circa 1000 ogni due gradi). Esempio Un sisma di magnitudo 5 rilascia energia 1000 volte superiore ad un sisma di magnitudo 3.

8 Scala Richter

9 Rappresentazione grafica della scala Richter

10 Scala MCS (Mercalli Cancani Sieberg) Prende origine dalla semplice scala Rossi Forel composta di 10 gradi. Venne riveduta e aggiornata nel 1883 e nel 1902 da Giuseppe Mercalli. Nello stesso 1902 la Scala Mercalli di 10 gradi venne espansa a 12 gradi dal fisico italiano Adolfo Cancani. Fu in seguito completamente riscritta dal geofisico tedesco August Sieberg. Divenne nota come scala Mercalli-Cancani-Sieberg, abbreviata con MCS e detta brevemente Scala Mercalli. Si basa sugli effetti macroscopici sulle cose e sul territorio e dai fenomeni avvertiti dalle persone. È utilizzata per classificare il risentimento macrosismico di un terremoto ed evidenziare le zone dove questo è stato maggiormente avvertito, utilizzando le segnalazioni che pervengono agli osservatori sismici.

11 Scala MCS

12 Oggi è utilizzata la Modified Mercalli Intensity (MMI) La MCS fu modificata da Harry O. Wood e Frank Neumann nel 1931 Subì ulteriori modifiche ad opera di Richter stesso

13 Esistono altre scale di intensità utilizzate in varie regioni sismiche Country/Region China Europe Hong Kong India Israel Japan Kazakhstan Russia Taiwan United States Seismic intensity scale used Liedu scale European Macroseismic Scale (EMS-98) Modified Mercalli scale (MM) Medvedev Sponheuer Karnik scale Medvedev Sponheuer Karnik scale (MSK-64) Shindo scale Medvedev Sponheuer Karnik scale (MSK-64) Medvedev Sponheuer Karnik scale (MSK-64) Shindo scale Modified Mercalli scale (MM)

14 La M L e l intensità di un sisma sono dati completamente diversi, ma è possibile confrontarli

15 La M L viene utilizzata per sismi fino a magnitudo 5 Per sismi con magnitudo superiore si utilizza la magnitudo momento (Mw)

16 Magnitudo Momento (Mw) Fu introdotta da Thomas C. Hanks e Hiroo Kanamori nel Non puo' essere calcolata da una sola stazione, ma richiede una rielaborazione di tutti i dati registrati del sisma. Coincide con la scala Richter per valori M L inferiori a 5. E' pertanto la scala con cui vengono classificati gli eventi maggiori. Nelle notizie sui terremoti, spesso le due scale vengono confuse e i valori della Mw risultano come misurati sulla scala Richter. Tiene conto del momento sismico (parametro che considera, oltre all evento sismico, le caratteristiche tettoniche e geologiche dell area).

17 Con i valori della Mw è possibile fare una stima del numero di terremoti forti che si verificano in un anno: I terremoti con Mw > 9 sono circa 1 all'anno I terremoti con Mw tra 7 e 8 sono in media 17 all'anno I terremoti con Mw tra 6 e 7 sono in media 134 all'anno I terremoti con Mw tra 5 e 6 sono in media 1300 all'anno

18 Differenze tra le due magnitudo M L Più affidabile per i terremoti inferiori a magnitudo 5 Mw Più affidabile per i terremoti superiori a magnitudo 5 Rapida da calcolare Più lunga da calcolare

19 Terremoto del 30/10/2016 Italia Centrale Dopo due minuti dal sisma l INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) comunicò una magnitudo 6.1 Richter (M L ) precisando che il valore corretto sarebbe stato comunicato in seguito. Il valore reale (Mw) venne reso noto dopo diciotto minuti ed era 6.5 I mezzi di comunicazione parlarono di ritocco dei dati mentre si tratta di valori riferiti a due scale diverse: poiché il sisma era di notevole forza, è più adeguato l utilizzo della Mw, che però è più lunga da ottenere.

20 Approfondimenti Analisi di altre scale Magnitudo M b (scala di magnitudo che utilizza solo le onde P, le uniche Body-Waves spesso visibili in un sismogramma a corto periodo). Magnitudo M S : calcola in maniera analoga alla M b ma per le onde superficiali.

21 Utilizzo dei valori di magnitudo e intensità in cartografia Costruzione di carte dello scuotimento del suolo (shake map)

22 Costruzione di mappe di pericolosità sismica

23 Costruzione di carte delle isosime (per terremoti storici)

24 Costruzione di carte delle isosime (per terremoti recenti)

25 Costruzione di carte delle strutture sismogenetiche

26 Utilizzo dei dati sismici per interventi di protezione civile

27 Utilizzo dei dati sismici per interventi di prevenzione

28 Utilizzo dei dati sismici per stime di danni e vittime

29 ESERCIZI Cercare in rete database relativi ai terremoti (INGV, USGS, NOAA, ecc.) Reperire cataloghi di terremoti recenti per una specifica area geografica e costruire una carta della distribuzione degli epicentri con relativa magnitudo. Reperire cataloghi di terremoti storici per stabilirne l intensità. Utilizzare le liste dei maggiori terremoti mondiali per definire le aree a maggiore pericolosità. Reperire materiale relativo alle attività di prevenzione del rischio sismico. Ricercare i parametri edilizi antisismici e confrontarli con la realtà architettonica del territorio in cui si vive.

30 ESERCIZI Confrontare e commentare la carta geologica e la carta sismica di un certo territorio individuando le strutture sismogenetiche (faglie, sovrascorrimenti) Cercare dati sulla sismicità storica e attuale della propria zona. Cercare dati sulle evenienze sismiche più recenti (Emilia 2012, Centro Italia 2016) e redigere specifiche relazioni Confrontare le carte della pericolosità sismica italiana con quella di altre realtà nazionali. Cercare in rete le attività di prevenzione del rischio sismico in altre nazioni e fare un confronto con quelle italiane.

31 ATTIVITÀ INTERDISCIPLINARI Con fisica: le onde sismiche e i fenomeni ondulatori l energia meccanica Con storia: i grandi terremoti storici l importanza delle fonti storiche nello studio dei terremoti del passato Con diritto: il ruolo dello Stato e del cittadino di fronte ai rischi naturali

32 Bibliografia Postpischl D., Catalogo dei terremoti italiani dall'anno 1000 al 1980, Quaderni della Ricerca Scientifica Boschi E., Dragoni M., Sismologia UTET Boschi E., Guidoboni E., Ferrari G., Gasperini P. and Valensise G., Catalogo dei forti terremoti in Italia dal 461 a.c. al 1990, ING, Roma Gruppo di Lavoro CPTI (Boschi E. et alii), Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani, ING, GNDT, SGA, SSN, Bologna Camassi R.,Massa M., I terremoti. Quando la terra trema ed. Il Mulino Zollo A., Emolo A. Terremoti e onde. Metodi e pratica della sismologia moderna, 2011, ed. Liguori Dragoni M., 2005.Terrae motus La sismologia da Eratostene allo tsunami di Sumatra, UTET

33 SITOGRAFIA

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