TSUNAMI: GENESI ED EFFETTI Prof. Tina Nunziata
Gli tsunami, o maremoti, sono onde generate in una massa d acqua da un disturbo impulsivo che sposta verticalmente la colonna d acqua e che, avvicinandosi alla costa, possono raggiungere altezze molto elevate e diventare devastanti. Il termine tsunami, infatti, deriva dal giapponese "tsu"=porto e "nami"=onda, proprio per la caratteristica che queste onde hanno di produrre danni nei porti e lungo le coste.
Uno Tsunami è un onda gravitazionale. Adottando la formulazione Euleriana in cui monitoriamo il comportamento di una particella in una certa posizione ad un tempo particolare, in fluidomeccanica, l equazione di un onda di tsunami di altezza h è: 2 t h 2 = g ( d h) In cui d è la profondità dell acqua e g l accelerazione di gravità. Per onde lunghe λ T d l equazione diventa 2 h 2 2 = c 2 t h in cui la velocità c = gd non è dispersa e dipende solo dalla profondità dell acqua. Le velocità di tsunami per periodi di 200-2000 s sono dell ordine di 700-900 km/h in aperto oceano. A piccole lunghezze d onda λ T d 1 2 c = T g λ la velocità di tsunami è data da 2 π dando comportamento dispersivo con movimenti che decadono esponenzialmente con la profondità dalla superficie.
Essendo c = gh Quando la profondità dell acqua diminuisce la velocità di tsunami diminuisce. Il flusso di energia di tsunami che dipende sia dalla velocità sia dall altezza dell onda, rimane pressochè costante. Velocità verticale V orizzontale U Volume che si muove orizzontalmente Energia cinetica ρλlhu 2 λ c = λ = ct H T 2 1 E λa a 4 H = ρλlaga λlh Essendo L la dimensione nella direzione ortogonale Energia potenziale Di conseguenza, poichè la velocità di tsunami diminuisce quando viaggia nell acqua più superficiale, la sua altezza cresce.
Le onde marine prodotte dal vento muovono solo gli strati più superficiali della colonna d acqua. Onde generate dal vento Le onde di tsunami muovono tutta la colonna d acqua e sono molto più veloci. Onde di tsunami
Le onde di tsunami quando si avvicinano alla costa subiscono una trasformazione: la loro velocità si riduce e di conseguenza l altezza dell onda aumenta, fino ad arrivare a raggiungere anche alcune decine di metri.
Le cause degli Tsunami La maggior parte degli tsunami è causata da forti terremoti sottomarini o in prossimità della costa. Perché questo si verifichi occorre che il terremoto abbia una magnitudo (energia) molto elevata, un ipocentro (profondità focale) non troppo profondo e che sia in grado di produrre uno spostamento verticale del fondo marino capace di mettere in moto la massa d acqua sovrastante. Uno tsunami può essere prodotto anche dallo scivolamento di sedimenti nelle frane sottomarine o dalla caduta in mare di grossi blocchi rocciosi o di sedimenti in caso di frane aeree. Talvolta il maremoto si manifesta con un fenomeno di iniziale ritiro delle acque (regressione) che lascia in secco i porti e le navi. In realtà questo ritiro non è altro che il cavo dell onda e, pertanto, preannuncia l arrivo della successiva cresta e la conseguente inondazione (ingressione).
Talvolta violente eruzioni vulcaniche sottomarine, quando la bocca eruttiva del vulcano sottomarino si trova vicino alla superficie dell acqua, possono creare una forza impulsiva che sposta la colonna d acqua e genera il maremoto. Tsunami di origine vulcanica possono anche essere prodotti dall impatto in mare di materiale piroclastico o dallo scivolamento in mare di masse di materiale lavico incandescente lungo i fianchi del vulcano. Infine, in caso di eruzioni particolarmente violente il collasso in mare di tutta o parte della camera magmatica del vulcano può generare un maremoto (es. l isola di Santorini nel 1600 a.c.; in Indonesia nel 1883 durante una forte eruzione il vulcano Krakatoa collassò generando un maremoto con onde alte oltre 40 metri).
Gli tsunami nel mondo Le zone del mondo dove prevalentemente si verificano gli tsunami sono quelle dove l attività sismica e tettonica è più intensa. In particolare, l area più colpita è quella dell Oceano Pacifico. La maggior parte degli eventi si concentra lungo la cintura circumpacifica, detta anche anello di fuoco mentre altri eventi sono localizzati in Indonesia. Circa il 30% degli tsunami del Pacifico si verifica nella regione del Giappone-Taiwan e le coste del Giappone sono particolarmente colpite a causa del gran numero di terremoti sottomarini che avvengono nella zona antistante le coste. Tuttavia maremoti, sia distruttivi che di minore entità, avvengono anche nell Oceano Indiano, nell Atlantico ed nel Mar Mediterraneo.
Krakatau 27 maggio 1883 26 agosto 1883
Il 22 maggio 1960 in Cile avvenne il più forte terremoto del XX secolo (M=9.5) che fu seguito da un violento maremoto con onde alte 15-20m sulle coste vicine all epicentro e che raggiunse le Hawaii 15 ore dopo con onde di oltre 10m e le coste del Giappone 22 ore dopo con onde di 6m. California. Danni tsunami del Cile (22 maggio 1960)
Il 27 marzo 1964 in Alaska un terremoto di magnitudo 9.2 produsse un violento tsunami con onde che si propagarono sino alle Hawaii e alle coste della California con onde tra i 2 e i 6 metri.
Isola di Santorini Intorno al 1600 a.c. l esplosione del vulcano Santorini, nel Mar Egeo, causò uno tsunami devastante, con onde alte circa 50 metri, che si propagò in gran parte del Mediterraneo orientale. Secondo alcune teorie proprio questo tsunami fu la causa della improvvisa fine della civiltà Minoica a Creta.
Messina 28 dicembre 1908 Il terremoto distrusse quasi totalmente le città di Messina e Reggio Calabria e molti altri villaggi vicini ed un violento tsunami seguì la scossa principale causando ingenti danni e migliaia di vittime, con onde che si propagarono fino a Malta e raggiunsero i 13 m di altezza sulle coste calabre, a Pellaro e 11,70 m a S. Alessio sulle coste siciliane.
Simulation of tsunamis induced by volcanic activity in the Gulf of Naples (Italy) Propagazione dello tsunami causato da una depressione statica. Le linee di elevazione dell acqua sono in cm e il tempo in minuti (S. Tinti, G. Pagnoni,, and A. Piatanesi,, 2003)