9. I fenomeni sismici «Mi tremava anche il sogno!»: è l esperienza del terremoto raccontata attraverso le parole e gli occhi dei bambini di Serravalle di Chienti. È il terremoto del 1997: l evento naturale più catastrofico verificatosi in Umbria negli ultimi decenni. La notte del 26 settembre 1997, alle 2:33, si verifica la prima forte scossa con epicentro a Colfiorito di Foligno; il paese viene completamente distrutto. Alle 11:42 dello stesso giorno, una scossa altrettanto forte provoca altre vittime e il crollo della volta della Basilica superiore di San Francesco di Assisi. Complessivamente la sequenza sismica ha interessato per molti mesi la fascia della catena appenninica tra l Umbria e le Marche, colpendo 76 comuni, tra cui Assisi, Foligno, Colfiorito, Serravalle di Chienti; sono state evacuate 22604 persone e sono stati localizzati 33000 interventi di soccorso. Dopo il sisma, la Regione Umbria ha istituito a Foligno un Centro Operativo Regionale con funzioni di coordinamento e 6 Centri misti in altrettanti comuni maggiormente colpiti. (A. Pizzoli / Corbis) Copyright 2008 Zanichelli editore
Lo studio dei terremoti I terremoti a livello globale avvengono ogni giorno con una frequenza di un sisma ogni 30 secondi. Questo significa un milione di terremoti l anno. Ciononostante la parte di questi non sono percepiti dall uomo e solamente un centinaio sono potenti abbastanza da causare un significativo movimento delle placche. La maggior parte dei terremoti avviene lungo i margini di placca. Epicentri di circa 358000 sismi registrati nel periodo 1963-1998
Lo studio dei terremoti La prima carta completa della sismicità delle zone del Mediterraneo fu disegnata nel 1857 dall irlandese Robert Mallet, grande studioso del fenomeno «terremoto».
Lo studio dei terremoti: Il meccanismo del rimbalzo elastico In seguito al grande sisma del 1906 che colpì San Francisco, il geologo Harry Reid esaminò la trasformazione del terreno lungo la Faglia di Sant Andrea. Reid osservò che le rocce, soggette a enormi pressioni, venivano deformate elasticamente fino al punto di rottura, dopodiché l energia veniva rilasciata come onde sismiche. Reid arrivò alla conclusione che durante un terremoto non c è trasporto di materia ma propagazione di energia.
Lo studio dei terremoti: la rottura delle rocce genera onde sismiche Formazione delle onde sismiche: Se pieghiamo un bastone di legno prendendolo dai lati (A), questo si piegherà elasticamente al centro (B) fino a che non raggiunge un punto di rottura (C). Le due barre di legno oscilleranno per un periodo immediatamente dopo la rottura del bastone. L oscillazione è il risultato dell energia rilasciata dalla rottura. A grande scala, questo è quello che succede quando un terremoto libera energia e genera onde sismiche.
Lo studio dei terremoti I binari della ferrovia tra Izmit e Sakanya deformati dal terremoto che ha colpito la Turchia nell agosto del 1999. Copyright 2008 Zanichelli editore
Propagazione e registrazione delle onde sismiche Dall ipocentro, che è il volume di rocce in cui si verifica lo spostamento iniziale della faglia, le onde sismiche si propagano in ogni direzione. la sua proiezione sulla superficie è chiamato epicentro. La profondità dell ipocentro dipende dal tipo di margine su cui avviene il sisma. Un terremoto con un ipocentro superficiale è solitamente più intenso ma esercita i suoi effetti su un area più ridotta e viceversa. La velocità delle onde tende ad aumentare con la profondità, passando da 2/8 km/s nella crosta superficiale a 13 km/s nel mantello profondo.
Propagazione e registrazione delle onde sismiche Propagazione delle onde interne. A onde longitudinali; B onde trasversali.
Propagazione e registrazione delle onde sismiche Propagazione delle onde superficiali: onde di Rayleigh e onde di Love. Copyright 2008 Zanichelli editore
Propagazione e registrazione delle onde sismiche Esempio di sismogrammi. Copyright 2008 Zanichelli editore
Propagazione e registrazione delle onde sismiche Il sismoscopio cinese o «banderuola dei terremoti» fu inventato nel 132 d.c. dal cinese Chang Heng, astronomo e matematico. Copyright 2008 Zanichelli editore
Propagazione e registrazione delle onde sismiche Struttura di base di un sismografo. Copyright 2008 Zanichelli editore
Propagazione e registrazione delle onde sismiche Localizzazione dell epicentro con i sismogrammi. A. Esempio di dromocrone, costruite per le onde P ed S. B. Esempi di localizzazione di un epicentro.
La «forza» di un terremoto Esempio di costruzione di isosisme per un terremoto. Copyright 2008 Zanichelli editore
La «forza» di un terremoto: la scala Richter La magnitudo di un terremoto è la misura della quantità di energia rilasciata La scala Richter fu sviluppata nel 1940 da Charles Richter ed è una scala logaritmica che misura l energia rilasciata durante un terremoto. Richter fece riferiento all ampiezza delle oscillazioni di un sismografo situato alla distanza di 100km dall epicentro. Richter magnitudes Description Earthquake effects Frequency of occurrence Less than 2.0 Micro Microearthquakes, not felt. About 8,000 per day 2.0-2.9 Minor Generally not felt, but recorded. About 1,000 per day 3.0-3.9 Often felt, but rarely causes damage. 49,000 per year 4.0-4.9 Moderate Noticeable shaking of indoor items, rattling noises. 6,200 per year 5.0-5.9 Can cause major damage to poorly constructed buildings 800 per year 6.0-6.9 Strong Can be destructive in areas up to 160 km 120 per year 7.0-7.9 Major Can cause serious damage over larger areas. 18 per year 8.0-8.9 Great Can cause serious damage in areas miles across 1 per year 9.0-9.9 Can cause serious damage in areas several hundred miles across 1 per 20 years 10.0+ Epic Never recorded Extremely rare
La «forza» di un terremoto Diversi effetti di un sisma. Copyright 2008 Zanichelli editore
Gli effetti del terremoto Effetti del terremoto che colpì Umbria e Marche il 26 settembre del 1997: danni al soffitto della Basilica superiore di San Francesco, in Assisi. Copyright 2008 Zanichelli editore
Gli effetti del terremoto Differente comportamento di edifici contigui nel corso di un terremoto (città di Adapazari, Turchia, 1999). (Olimpia) Il cedimento delle fondamenta, conseguente alla liquefazione del suolo, ha fatto sprofondare, e, in certi casi, anche cadere questi edifici in Turchia durante il terremoto del 1999. (G. Naso) Copyright 2008 Zanichelli editore
Gli effetti del terremoto All origine di un maremoto associato a un terremoto vi è il brusco sollevarsi (o abbassarsi) di un settore del fondo del mare. Copyright 2008 Zanichelli editore
I terremoti e l interno della Terra Studiare la Terra con le onde sismiche. Copyright 2008 Zanichelli editore
I terremoti e l interno della Terra Sismica artificiale: fase di raccolta dei dati sul terreno. Una «radiografia» geologica pronta per l interpretazione.
La distribuzione geografica dei terremoti Distribuzione generale dei terremoti con magnitudo maggiore di 4,5 nel decennio 1963-1972. Copyright 2008 Zanichelli editore
La difesa dai terremoti Distribuzione degli epicentri dei terremoti con intensità superiore al grado IV-V MCS, avvenuti in Italia dall inizio del secolo al 1980. Copyright 2008 Zanichelli editore
La difesa dai terremoti Carta della «classificazione sismica» del territorio nazionale, elaborata dal Sevizio Sismico. Copyright 2008 Zanichelli editore
I terremoti più devastanti del passato Rank Date Deaths (Estimated) Location Name Magnitude 1 23/1/1556 830000 Shaanxi, China "Shaanxi" 8 2 28/6/1976 780000 Tangshan, China "Tangshan" 7,5 3 21/5/525 250000 Antioch, Turkey "Antioch" 8 4 16/12/1920 235502 Ningxia Gansu, China "Gansu" 7,8 5 11/10/1138 230000 Aleppo, Syria "Aleppo" 8,5 6 26/12/2004 230000 Sumatra, Indonesia "Sumatra" 9,1 7 12/1/2010 222570 Haiti "Haiti" 7 8 1/9/1923 142000 Kantō region, Japan "Great Kantō" 7,9 9 6/10/1948 110000 Ashgabat, Turkmenistan "Ashgabat" 7,3 10 22/5/1960 5700 Valdivia, Chile Valdivia 9,5
I terremoti più devastanti del passato The 9.5 Valdivia earthquake or Great Chilean earthquake of 22 May 1960 is the most powerful earthquake ever recorded. Its resulting tsunami affected southern Chile, Hawaii, Japan, Philippines, New Zealand, Australia and Alaska. The main tsunami raced across the Pacific Ocean and devastated Hawaii. Waves as high as 10.7 mt were recorded. Localised tsunamis severely battered the Chilean coast, with waves up to 25 mt. The epicenter was some 900 km south of Santiago, with Temuco being the closest large city, while Valdivia was the most affected city. Map showing the travel time of the Tsunami across the Pacific and beyond. Contours are at one hour intervals A Valdivia street after the earthquake of 22 May 1960
I terremoti più devastanti del passato Magnitude 9.0 Tohoku Earthquake near EAST COAST OF HONSHU JAPAN March 11, 2011 at 05:46:24 UTC 15703 people killed and 4647 missing by the earthquake and tsunami along the entire east coast of Honshu. The majority of casualties and damages occurred in Iwate, Miyagi and Fukushima from a Pacific-wide tsunami with a maximum height of 37.88 m
I terremoti più devastanti del passato Magnitude 9.0 Tohoku Earthquake near EAST COAST OF HONSHU JAPAN March 11, 2011 at 05:46:24 UTC The magnitude 9.0 earthquake resulted from a reverse fault caused by plate movements near the subduction zone (converging boundary) between the Pacific and North America plates. The Pacific plate (oceanic) sub-ducts westwards with respect to the North America plate (Continental) at a rate of 83 mm/yr, and begins its descent beneath Japan at the Japan Trench.
I terremoti più devastanti del passato Magnitude 9.0 Tohoku Earthquake near EAST COAST OF HONSHU JAPAN March 11, 2011 at 05:46:24 UTC Tectonic setting RELATIVE PLATE MOTION Red vectors represent the motion and the direction of the Pacific, Philippine and Eurasian Plates. The motion of the Pacific Plate is generally 60mm/yr north westward. The motion of the Philippine Plate is generally 44 mm/yr north westward with respect to Eurasian one
I terremoti più devastanti del passato Magnitude 9.0 Tohoku Earthquake near EAST COAST OF HONSHU JAPAN March 11, 2011 at 05:46:24 UTC Theoretical P-Wave Travel Times The map shows the predicted travel times, in minutes, of the P-waves from the earthquake location to points around the globe. The heavy black lines shown are the approximate distances to the P-wave shadow zone (103 to 140 degrees)
I terremoti più devastanti del passato Magnitude 9.0 Tohoku Earthquake near EAST COAST OF HONSHU JAPAN March 11, 2011 at 05:46:24 UTC Tsunami The tsunami destroyed many coastal towns in the Kuji-Minamisanriku-Nami area. Several houses destroyed in Indonesia by a tsunami with a wave height of 2 m. One person killed in California and Hawaii and several boats destroyed by a tsunami with a recorded wave height of 247 cm.