Istituto Comprensivo Statale Mira 2 Scuola Media F

Istituto Comprensivo Statale "Mira 2“ Scuola Media “F. Petrarca” Classe 1°A - anno scolastico 2014/2015 I TERREMOTI Ricerca effettuata da: Rocchetto Gloria Minto Asia Pianezza Stella

INTRODUZIONE

La struttura interna della Terra Gli scienziati paragonano la struttura della Terra a quella di una pesca!

La struttura interna della Terra La pesca ha una buccia sottile, una polpa carnosa e un nòcciolo duro contenente il seme.

La struttura interna della Terra La Terra è costituita principalmente da tre strati: la crosta esterna, il mantello e il nucleo.

La struttura interna della Terra La crosta terrestre è il sottile strato superficiale, costituito da rocce solide. La crosta si suddivide in continentale (più leggera) che costituisce i continenti e oceanica (più pesante) che si trova nei fondali oceanici.

La struttura interna della Terra Il mantello è lo strato formato da rocce più dense, in uno stato fisico intermedio tra il solido e il liquido; giunge fino alla profondità di 2900 km

La struttura interna della Terra Lo strato di mantello che è strettamente in contatto con la crosta prende il nome di litosfera, mentre quello sottostante è l’astenosfera.

La struttura interna della Terra Il nucleo è lo strato più interno, formato da materiali molto densi (ferro e nichel). È distinto in nucleo esterno (fuso) e in nucleo interno (solido)

I TERREMOTI

I TERREMOTI sono la conseguenza dei complessi moti che avvengono all’interno della Terra.

Che cos’è un terremoto? Il terremoto, o sisma, è uno scuotimento improvviso della superficie terrestre durante la quale vengono liberate quantità enormi di energia che la Terra ha accumulato in profondità, nella litosfera. Il termine terremoto deriva dal latino terrae motus, cioè “movimento della terra”. Il termine sisma deriva dal greco seismós = “scossa”

Che cos’è un terremoto? Il terremoto non è un fenomeno raro: in un anno se ne verificano circa 1 milione (in media 1 ogni 30 sec. ); tra questi solo qualche migliaio viene percepito dall’uomo, e solo qualche decina è particolarmente violento da causare gravi danni a città e popolazioni. Nella maggior parte dei casi il movimento è talmente debole che solo alcuni strumenti riescono a rivelarlo. L'effetto di un terremoto è simile a quello che si avverte stando in piedi dentro un autobus, nel traffico cittadino; spinte e sobbalzi a ogni curva, a ogni frenata. Ma durante i terremoti non ci sono sostegni a cui tenersi, i movimenti sono enormemente più forti e gli edifici possono crollare. Successivamente alla scossa principale, generalmente seguono delle altre scosse dette di assestamento, ovvero che liberano energie residue relativamente piccole.

Come avviene un terremoto? Il terremoto deriva da un progressivo accumulo di energia elastica in una massa rocciosa sottoposta a notevoli forze di compressione; Le rocce, come corpi elastici, accumulano per un lungo periodo (decenni o secoli) queste forti tensioni subendo delle deformazioni finché superato un valore limite la massa rocciosa si spezza liberando l’energia accumulata tutta insieme e in tutte le direzioni, sotto forma di onde (teoria del rimbalzo elastico). Quindi accade qualcosa di simile a quanto avviene se si cerca di piegare una bacchetta di legno: fino ad un certo punto essa si flette elasticamente; superato un certo grado di deformazione , essa si spezza, rilasciando in modo violento tutta l’energia accumulata.

COME SI MANIFESTA UN TERREMOTO? L’area, nel sottosuolo, dove si verifica un terremoto e da dove inizia a liberarsi energia, è detto ipocentro o fuoco, mentre il punto sulla superficie terrestre situato verticalmente sopra al fuoco è l’epicentro, ed è qui che il sisma si manifesta con la sua massima intensità. La rottura avviene lungo un piano di frattura detto piano di faglia. Terremoti superficiali: se l’ipocentro è compreso tra 0 e 70 Km. di profondità Terremoti intermedi: se l’ipocentro è compreso tra 70 e 300 Km. di profondità Terremoti profondi: se l’ipocentro supera i 300 Km di profondità fino a 700 Km

COME SI CLASSIFICANO I TERREMOTI SUPERFICIALI: < 70 Km INTERMEDI: 70/300 Km PROFONDI: 300/700 Km LA FAGLIA: Causa del terremoto (e non conseguenza)

Le cause possono essere: Il movimento relativo di due masse rocciose lungo una linea di frattura denominata faglia Eruzione vulcanica (responsabili in minima parte )

Terremoti collegati a fenomeni vulcanici A volte si hanno terremoti vicino ad un vulcano anche senza eruzione; questo accade o per esplosioni di gas (già emessi o nel sottosuolo) o perché la lava si muove attraverso la roccia e la spacca, producendo quindi un terremoto. Molti terremoti accompagnano le eruzioni vulcaniche, specialmente quelle di tipo esplosivo. Possono provocare effetti catastrofici che precedono e accompagnano le eruzioni vulcaniche e interessano un'area ristretta.

Terremoti tettonici Sono i più temibili, a causa delle vaste aree che interessano. Questi terremoti sono detti 'tettonici', perché dipendono da spostamenti e deformazioni della crosta terrestre. Durante un terremoto tettonico, spesso la terra si spacca e si formano lunghe fenditure. Le forze che provengono dall'interno della terra tendono a spostare una parte della crosta rispetto alle altre parti. In conclusione i terremoti tettonici sono dovuti alla elasticità della roccia, che si carica come una molla e alla fine si rompe.

La crosta terrestre è una sottile pellicola di rocce fratturata in circa 20 zolle, o placche, di cui le maggiori sono sei: quella africana, quella euroasiatica, quella pacifica, la zolla nordamericana, quella dell'sudamericana e infine quella antartica. Tutte queste placche galleggiano e si muovono lentamente sul mantello, uno strato di materiali fusi e semifusi, grazie ai moti convettivi.

Le regioni maggiormente interessate dai terremoti tettonici (regioni sismiche) sono, infatti, situate lungo la cosiddetta “cintura di fuoco”, lungo, cioè, le dorsali oceaniche, le catene montuose di origine più recente o lungo le grandi fosse oceaniche e corrispondono anche alle regioni vulcaniche (tettonica delle placche).

Margini delle placche La teoria della tettonica a zolle spiega l’origine dei terremoti e la localizzazione degli ipocentri. Ipocentri superficiali: in corrispondenza delle dorsali e nelle zone di subduzione all’inizio del piano di Benioff. Ipocentri mediamente profondi: in corrispondenza delle zone di subduzione in una zona intermedia del piano di Benioff. Ipocentri profondi: Nella zona di immersione del piano di Benioff nel mantello.

Aree Sismiche nel Mondo

I maggiori terremoti comunque sono compresi nei primi 50 -70 km di profondità e sono in gran parte legati alle numerose fratture che si formano tra le placche collidono. L’area in cui avviene la rottura (accompagnata da spostamento delle parti), viene chiamata faglia.

Misura strumentale del moto sismico La misura dell'attività sismica è effettuata tramite strumenti che misurano e registrano l'accelerazione del terreno: accelerometri (analogici o digitali). L'accelerogramma è il risultato della registrazione durante un evento sismico. Elaborando i dati accelerometrici, si possono ottenere le serie temporali di velocità e di spostamento. Esistono anche il Sismografo e il Sismometro. Il sismografo è lo strumento che viene utilizzato per registrare i fenomeni sismici. Si distingue dal sismometro, strumento che effettua la sola misura e non la registrazione della stessa. Il sismografo è costituito da una serie di elementi che consentono la rappresentazione grafica dell'andamento del segnale sismometrico nel tempo sotto forma di un sismogramma. Analizzando il sismogramma si può conoscere l'entità, la natura (con una singola stazione solo in modo parziale), e la distanza del sisma dal punto dove è avvenuta la registrazione del sismogramma stesso. Il sismografo deve dunque rappresentare fedelmente il movimento del suolo oppure le grandezze (accelerazione o velocità) con le quali si può in seguito estrapolare il movimento assoluto del suolo.

Sismografi e sismogrammi Le stazioni sismologiche sono dotate di sismografi che registrano le tre componenti del movimento del suolo: verticale, orizzontale nord-sud, orizzontale est-ovest. Schema semplificato della struttura e del funzionamento di un sismografo per la rilevazione delle oscillazioni verticali (A) e orizzontali (B) del terreno al passaggio delle onde sismiche. 26

Sismografi e sismogrammi Il tracciato del sismografo è chiamato sismogramma. In esso si succedono oscillazioni di diversa ampiezza, corrispondenti all’arrivo delle onde sismiche. Rappresentazione semplificata di un sismogramma. Sono rilevate onde di tre tipi che, in ordine di arrivo, sono indicate come onde P, onde S e onde superficiali. 27

Onde Sismiche Le onde sismiche sono onde meccaniche, cioè si trasmettono grazie alla oscillazione delle particelle della roccia in cui si propagano. Il movimento di oscillazione può avvenire longitudinalmente, rispetto alla direzione di propagazione dell’onda, oppure trasversalmente. Le onde P sono registrate per prime, sono onde longitudinali, dette anche onde di compressione. Le onde S sono registrate per seconde, sono onde trasversali, dette anche onde di taglio. 28

La misura dei terremoti Esistono due approcci diversi nella misura di un terremoto. Un primo approccio, che può essere definito storico, è quello basato sugli effetti: a seguito dell'evento sismico si valutano i danni provocati sull'uomo, sulle costruzioni e sull'ambiente. Questo approccio ha dato vita, nei vari paesi, a circa una cinquantina di scale d'intensità di cui la famosa scala Mercalli. Un secondo approccio è basato sul rilevamento, attraverso opportune strumentazioni, di grandezze oggettive quali l'energia sprigionata dal terremoto, l'accelerazione delle onde sismiche, ecc. Questo approccio ha improntato, ad esempio, la scala delle magnitudo, formulata da Gutenberg e Richter all'inizio degli anni quaranta.

E’ correlata all’entità dei danni causati dal terremoto su ambiente naturale, costruzioni, persone e animali.

GRADO SCOSSA DESCRIZIONE DEL SISMA I Strumentale non avvertito II Leggerissima avvertito solo da poche persone in quiete, gli oggetti sospesi esilmente possono oscillare III Leggera avvertito notevolmente da persone al chiuso, specie ai piani alti degli edifici; automobili ferme possono oscillare lievemente IV Mediocre avvertito da molti all'interno di un edificio in ore diurne, all'aperto da pochi; di notte alcuni vengono destati; automobili ferme oscillano notevolmente V Forte avvertito praticamente da tutti, molti destati nel sonno; crepe nei rivestimenti, oggetti rovesciati; a volte scuotimento di alberi e pali VI Molto forte avvertito da tutti, molti spaventati corrono all'aperto; spostamento di mobili pesanti, caduta di intonaco e danni ai comignoli; danni lievi VII Fortissima tutti fuggono all'aperto; danni trascurabili a edifici di buona progettazione e costruzione, da lievi a moderati per strutture ordinarie ben costruite; avvertito da persone alla guida di automobili VIII Rovinosa danni lievi a strutture antisismiche; crolli parziali in edifici ordinari; caduta di ciminiere, monumenti, colonne; ribaltamento di mobili pesanti; variazioni dell'acqua dei pozzi IX Disastrosa danni a strutture antisismiche; perdita di verticalità a strutture portanti ben progettate; edifici spostati rispetto alle fondazioni; fessurazione del suolo; rottura di cavi sotterranei X Disastrosissima distruzione della maggior parte delle strutture in muratura; notevole fessurazione del suolo; rotaie piegate; frane notevoli in argini fluviali o ripidi pendii XI Catastrofica poche strutture in muratura rimangono in piedi; distruzione di ponti; ampie fessure nel terreno; condutture sotterranee fuori uso; sprofondamenti e slittamenti del terreno in suoli molli XII Apocalittica danneggiamento totale; onde sulla superficie del suolo; distorsione delle linee di vista e di livello; oggetti lanciati in aria

Maggiore energia liberata dal sisma Maggiore ampiezza oscillazioni dell’ago del sismografo Valore numerico correlato con L’ENERGIA liberata da un sisma. Si ottiene confrontando l’ampiezza massima delle oscillazioni registrate durante un terremoto con l’ampiezza massima delle oscillazioni di un sismogramma di riferimento

Scala Richter

Scala Richter e Mercalli a confronto

Magnitudo dei fenomeni sismici Magnitudo Energia liberata (in joule) ovvero … Frequenza 0 2. 000 Circa 8. 000 al giorno 1 70. 000 Circa 4. 000 al giorno 1, 5 400. 000 Circa 2. 000 al giorno 2 2. 200. 000 Circa 1. 000 al giorno 2, 5 12 milioni Circa 400 al giorno 3 70 milioni Una grande mina Circa 130 al giorno 3, 5 400 milioni Una piccola bomba atomica Circa 50 al giorno 4 2 miliardi Circa 15 al giorno 4, 5 12 miliardi Circa 6 al giorno 5 70 miliardi 2÷ 3 al giorno 5, 5 400 miliardi Una grande bomba atomica 1 al giorno 6 2. 000 miliardi Una piccola bomba H Circa 120 all’anno 6, 5 12. 000 miliardi 7 70. 000 miliardi 7, 5 400. 000 miliardi 6 all’anno 8 2 milioni di miliardi 1 all’anno 8, 5 12 milioni di miliardi 1 ogni 8 anni 9 70 milioni di miliardi 10 2 miliardi di miliardi Circa 50 all’anno Maggiori test nucleari effettuati Energia totale consumata nel mondo in 10 giorni La magnitudo della scala Richter è espressione dell’energia liberata dal terremoto. Per definizione, il valore 0 della scala Richter corrisponde a un sisma che, registrato su un sismografo standard alla distanza di 100 km dall’epicentro, produce un sismogramma in cui l’altezza massima della traccia è 0, 001 mm. 18 all’anno 1 ogni 20 anni Evento sconosciuto 35

Faglia di San Andreas La faglia di San Andreas è attiva da oltre 20 milioni di anni e ha una lunghezza complessiva di oltre 1000 km

Origine dei Terremoti in ITALIA Per quanto riguarda l'Italia, due strutture hanno un ruolo chiave nella situazione tettonica: la microzolla adriatica e il bacino tirrenico Alla dinamica, strettamente interconnessa, di queste strutture sono dovuti i terremoti più importanti che si sono verificati in Italia (Friuli, 1976 -77, terremoti dell'Appennino meridionale, Aquila aprile 2009)

Mappa di pericolosità sismica del territorio italiano

Analisi di pericolosità – zonazione sismica La zonazione sismica ha per scopo la determinazione della pericolosità di un sito, cioè della severità dei terremoti attesi nel sito in un determinato periodo di tempo. Una prima operazione è la definizione delle sorgenti sismiche (sulla base di indizi geologici, sismotettonici, e di sismicità storica)

Aree Sismiche in Italia �Il terremoto è un fenomeno che interessa l’ intero territorio nazionale. �Il 40% della popolazione italiana vive in zone con un livello medio-alto di pericolosità sismica. �Le aree della penisola con il livello di rischio sismico più elevato si trovano lungo l’ appennino centro-meridionale, in calabria e in sicilia orientale.

GLI TSUNAMI o MAREMOTI I maremoti, in Giappone, sono chiamati tsunami, da nami (onda), e tsu (sul porto). Quando l’epicentro del terremoto si trova sul fondale marino, le vibrazioni provocano onde a velocità elevatissime, in media 700 km/h, che percorrono enormi distanze in poche ore. Arrivate vicino ala costa, si ingrossano fino a raggiungere altezze anche di 30 m, come una casa di dieci piani, che abbattendosi con violenza può provocare ingenti danni, anche maggiori dello stesso terremoto che le ha generate.

E’ possibile prevedere i terremoti?

E’ possibile prevedere i terremoti? DOVE, QUANDO, MAGNITUDO � Previsioni a lungo termine: basate sugli eventi sismici passati AIUTANO A PREVEDERE IL LUOGO IN CUI POTREBBE AVVENIRE UN TERREMOTO E LA SUA PROBABILE INTENSITA’ Previsioni a breve termine: basate su eventi precursori (scosse premonitrici, emissioni di gas radon, cambiamenti della resistività elettrica delle rocce, onde radio anomale, comportamento degli animali) DOVREBBERO AIUTARE A CAPIRE IL QUANDO MA SONO MOLTO INATTENDIBILI ► NON E’ POSSIBILE PREVEDERE UN TERREMOTO ! E’ però possibile definire la pericolosità sismica di un’area (intensità massima e frequenza dei terremoti che possiamo attenderci)

I TERREMOTI NON UCCIDONO, GLI EDIFICI SI’

Prevenzione dei danni sismici Nel caso dei terremoti, la prevenzione è più praticabile ed efficace della previsione. La prevenzione antisismica si attua essenzialmente con una oculata scelta dei terreni su cui edificare. Un’altra misura preventiva è l’applicazione di criteri antisismici nella progettazione e nella costruzione degli edifici. Le carte della pericolosità sismica sono elaborate tenendo conto delle caratteristiche geologiche e tettoniche della regione studiata. 45

Prevenzione dei danni sismici La carta della pericolosità sismica è elaborata tenendo conto delle caratteristiche sismiche di una regione e dei dati statistici riguardanti il numero e l’intensità dei terremoti del passato. In questa carta della pericolosità sismica in Italia, l’intensità del colore è proporzionale alla pericolosità sismica e al conseguente grado di protezione antisismica richiesto nell’edilizia. 46

Prevenzione dei danni sismici In Giappone è molto diffusa l’informazione per cautelarsi dai rischi sismici. Nella foto una dimostrazione pubblica di comportamenti di sicurezza da tenere durante un terremoto. 47

Criteri progettuali e costruttivi in zona sismica Obiettivo della progettazione antisismica è di assicurare che in occasione dell'evento sismico: • le vite umane siano protette • i danni siano limitati • le opere aventi particolari funzioni rimangano operative

Criteri progettuali e costruttivi in zona sismica In relazione a tali obiettivi, si individuano i requisiti fondamentali delle costruzioni antisismiche: 1. resistere, subendo danni più o meno rilevanti ma senza crolli ai sismi più severi che si possono prevedere nella zona, caratterizzati da un periodo di ritorno molto elevato cioè tale che un terremoto ancor più severo risulti un evento raro Tale requisito corrisponde al principio di salvaguardia delle vite umane e dei beni culturali ed economici contenuti negli edifici ed è certamente un requisito primario.

Criteri progettuali e costruttivi in zona sismica 2. sopportare con danni limitati il terremoto la cui intensità corrisponde, per la zona in cui è costruito, ad un periodo di ritorno pari alla vita nominale dell'edificio stesso, vale a dire un terremoto di entità limitata, che ha però maggiori probabilità di verificarsi durante la vita nominale dell'edificio Questo requisito corrisponde al criterio economico di limitazione dei danni, cioè ha lo scopo di evitare che, per i sismi che la costruzione dovrà, in senso statistico, sperimentare nel corso della sua vita nominale, si verifichino danni il cui costo di riparazione sia alto in rapporto al costo iniziale della struttura; in sostanza, tale requisito richiede che la struttura dovrà mantenersi in campo elastico e gli elementi accessori e impianti dovranno subire danni limitati.

Criteri progettuali e costruttivi in zona sismica 3. • • In generale si accetta che le costruzioni, a fronte di eventi sismici rari, e di elevata intensità, subiscano un eventuale danneggiamento purché ne sia garantita la stabilità globale. Ciò non vale per edifici particolari la cui completa funzionalità deve essere garantita a fronte di qualsiasi evento: costruzioni il cui danneggiamento potrebbe comportare conseguenze ben più gravi: centrali nucleari, dighe … costruzioni di importanza strategica: ospedali, centri operativi, caserme VV. F. , … infrastrutture di rilevante importanza: linee di comunicazione, ponti, edifici di valore unico: opere d'arte, musei, ecc … Nel rispetto del terzo principio enunciato, per particolari tipi di edifici riconosciuti di importanza "strategica", si adottano livelli di protezione più elevati.

In caso di terremoto, se sei… in casa: • Riparati vicino ad un muro portante o sotto lo stipite di una porta, rimanendo lontano da oggetti che possono cadere. • Non abbandonare l’edificio, esci in strada solo al termine della scossa prestando attenzione a solai e pavimenti pericolanti.

In caso di terremoto, se sei… in casa: • Copriti il capo con qualcosa di morbido come un cuscino; cerca riparo sotto il letto o la scrivania. • Stai lontano da finestre e specchi; non uscire dalla stanza e quindi dalla casa prima del termine della scossa.

In caso di terremoto, se sei… a scuola: • Cerca riparo sotto il banco più vicino: potrebbero cadere oggetti e distaccarsi parti d'intonaco. • Non allontanarti dall'aula: prima di uscire dall'edificio aspetta che sia terminata la scossa.

In caso di terremoto, se sei… a scuola: • Cerca di metterti al riparo sotto lo stipite di una porta o presso un muro portante. n • Non utilizzare scale o ascensori: potrebbero essere danneggiati. Dopo la scossa segui gli insegnanti verso l'uscita.

In caso di terremoto, se sei… all’aperto: • Durante il terremoto tieniti il più possibile lontano dagli edifici e cerca di raggiungere spazi aperti. • Non cercare di rientrare negli edifici; anche al termine della scossa rimani all’aperto.

In caso di terremoto, se sei… all’aperto: • Ferma l’automobile durante la scossa di terremoto; allontanati da rocce che possono franare. • Non sostare sopra e sotto i ponti e non uscire dall’auto fino a quando non è terminata la scossa.

Dopo il terremoto In casa: togliere la corrente, chiudere il rubinetto del gas e dell'acqua. Spegnere comunque la caldaia e non accendere fornelli, stufe, candele, accendini: si potrebbero verificare fughe di gas. Evitare di usare il telefono per non intasare le linee: una radio portatile sarà sufficiente per ascoltare i notiziari. All’aperto: evitare di sostare presso edifici pericolanti, in prossimità di fabbriche ed impianti industriali. Raggiungere spazi aperti evitando però le spiagge per il pericolo di onde anomale. Non avvicinarsi ad animali i quali potrebbero avere reazioni aggressive a causa dello spavento.

Fine Se hai tempo e vuoi sapere qualcosa in più guarda questi piccoli video. (clicca con il mouse sopra le icone) Istituto Comprensivo Statale "Mira 2“ Scuola Media “F. Petrarca” Classe 1°A - anno scolastico 2014/2015 Rocchetto Gloria – Minto Asia – Pianezza Stella