Lo studio dell’interno della TerraLuomo non ha mai raggiunto profondità superiori ai 10chilometri, ma dallo studio di part...
Lo studio delle onde sismiche1) Se sottoposte a sollecitazioni meccaniche le rocce inizialmente   si deformano;
Lo studio delle onde sismiche2) Le rocce accumulano energia potenziale elastica durante il   periodo della deformazione
Lo studio delle onde sismiche3) Quando hanno raggiunto il limite di rottura, rilasciano l’energia   accumulata sotto forma...
Lo studio delle onde sismicheTale modello viene definito con l’espressione “Teoria delrimbalzo elastico”
Lo studio delle onde sismicheL’energia accumulata viene liberata improvvisamente dandoorigine a un sisma
Lo studio delle onde sismicheLubicazione della zona sorgente si assimila ad un puntodenominato ipocentro. Il suo corrispon...
Le onde P            Le onde P, che si            generano in            corrispondenza            dellipocentro di un    ...
Le onde P            Le rocce attraversate            da queste onde            subiscono rapide            variazioni di ...
Le onde S            Anche le onde S si            generano nellipocentro            dei terremoti. Le            particel...
Le onde S            Per questo motivo esse sono            meno veloci (3 – 7 km/s) e            giungono in superficie d...
Le onde SLe onde S sono onde trasversali
Le onde superficiali                Le onde P e S,                giunte in superficie                formano onde        ...
Le onde superficiali                Le onde di Love                determinano una                vibrazione del          ...
Lo studio delle onde sismicheL’onda sismica si propaga dall’ipocentro e si dirige in tutte ledirezioni con la stessa veloc...
Il comportamento delle onde sismicheQuando il fronte d’onda incontra una superficie di discontinuità,l’onda subisce fenome...
Il comportamento delle onde sismiche-Se l’onda passa da un mezzo con densità minore a uno con densità maggiore, lavelocità...
Il comportamento delle onde sismicheLa presenza del nucleo esterno liquido provoca l’estinzione delle onde S chelo attrave...
La struttura interna della TerraLo studio del comportamentodelle onde P e S ci dice chela Terra è costituita da unaserie d...
Le superfici di discontinuitàDiscontinuità di Mohorovicic(Moho): separa la crosta dalsottostante mantello.Si trova ad una ...
Le superfici di discontinuitàDiscontinuità di Gutenberg:separa il mantello dalsottostante nucleo.Si trova alla profondità ...
Le superfici di discontinuitàDiscontinuità di Lehmann:separa il nucleo esterno(liquido) dal nucleo interno(solido)..Si tro...
Gli involucri della TerraSchematizzando possiamoriconoscere:- litosfera, (crosta + mantellolitosferico) ad alta velocità d...
Gli involucri della Terra - mantello inferiore, a crescente velocità di propagazione delle onde sismiche (maggiore densità...
Il calore interno della TerraLo strato superficialedella crosta,fino a circa25 – 30 metri diprofondità ha unatemperatura d...
Il calore interno della TerraSi chiama gradientegeotermico laumentodella temperatura con laprofondità.In media questogradi...
La geoterma              Questa curva              descrive              l’andamento della              temperatura in    ...
HFU (Heat Flow Unit)Il nostro pianeta diffonde calore che, dal nucleo e dalmantello, si trasferisce alla crosta e allatmos...
HFU (Heat Flow Unit)In media il calore calcolato è pari a pari a 0,06 watt per metroquadro, quindi moltiplicato per tutta ...
HFU (Heat Flow Unit)Questa energia termica, per unità di tempo e di area,costituisce il flusso di calore e viene espressa ...
HFU (Heat Flow Unit)Il flusso di calore diminuisce con laumentare delletà del fondooceanico, cioè via via che ci si allont...
HFU (Heat Flow Unit)Il flusso di calore in corrispondenza dei continenti è piuttostobasso (circa 1 HFU)
HFU (Heat Flow Unit)                   Il flusso di calore                   in funzione dell’età                   dei fo...
LItalia è posta su una zona ad alto flusso di calore a causadellelevata attività tettonica e vulcanica dellarea delMediter...
Il trasporto del calore dal nucleo verso la crosta terrestre Conduzione (ma le rocce hanno una scarsa conducibilità termic...
La convezioneNel mantello sono localizzate correnti convettive chetrasportano il calore dall’interno del pianeta versol’es...
La convezioneLe correnti convettive danno luogo a zone di convergenza edi divergenza. In corrispondenza delle prime si tro...
I terremotiUn terremoto o sisma, è unimprovvisa, rapidavibrazione del suolo causata dal rilascio di una grandequantità di ...
I terremotiA pressioni non elevate le masse rocciose, se sottoposte asforzi, hanno un comportamento “elastico": la roccia ...
I terremotiAl di sopra di tale valore la relazione non è più lineare.Quando lo sforzo raggiunge un determinato valore C (p...
I terremotiSe una porzione di roccia inizia a deformarsi, essa offrirà unacerta resistenza ma quando le forze che tengono ...
I terremotiLenergia accumulata nelle rocce si libera sottoforma di intense e rapide vibrazioni che sipropagano in tutte le...
I terremotiLe vibrazioni prodotte dalle onde sismiche sipossono scomporre in due componenti: 1) verticale, che dà origine ...
I terremotiLe linee immaginarie che uniscono i punti dove ilsisma si è manifestato con la stessa intensità sonodette isosi...
In base alla profondità dellipocentro i terremoti si   possono dividere in:• terremoti superficiali con ipocentro tra 0 e ...
Intensità dei terremoti : il sismografoFondamentalmente un sismografo è un semplice pendolo.Quando la terra trema, la base...
Intensità dei terremoti : il sismogramma  Muovendosi esso traccia su un rullo di carta una  registrazione chiamata sismogr...
Intensità dei terremoti: le scale sismiche     La scala Mercalli si basa sugli effetti provocati da un sisma.Essa è quindi...
Intensità dei terremoti: le scale sismiche    La scala Richter si basa sulla magnitudo, definibile come:        M = log A ...
Distribuzione geografica dei terremoti   La maggior parte dei terremoti si verifica:1) Lungo le dorsali oceaniche2) Nei si...
Distribuzione geografica dei terremoti I sismi si verificano comunque in aree geologicamente attive.. Tali zone coincidono...
Confronto con la mappadelle placche litosferiche
La sismicità in Italia                         LItalia è situata                         nella zona di                    ...
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12 l'interno della terra e i sismi

  1. 1. Lo studio dell’interno della TerraLuomo non ha mai raggiunto profondità superiori ai 10chilometri, ma dallo studio di particolari fenomeni, qualile onde sismiche ha tratto importanti informazioni chehanno portato allattuale ipotesi sulla struttura internadella Terra.
  2. 2. Lo studio delle onde sismiche1) Se sottoposte a sollecitazioni meccaniche le rocce inizialmente si deformano;
  3. 3. Lo studio delle onde sismiche2) Le rocce accumulano energia potenziale elastica durante il periodo della deformazione
  4. 4. Lo studio delle onde sismiche3) Quando hanno raggiunto il limite di rottura, rilasciano l’energia accumulata sotto forma di ONDE SISMICHE
  5. 5. Lo studio delle onde sismicheTale modello viene definito con l’espressione “Teoria delrimbalzo elastico”
  6. 6. Lo studio delle onde sismicheL’energia accumulata viene liberata improvvisamente dandoorigine a un sisma
  7. 7. Lo studio delle onde sismicheLubicazione della zona sorgente si assimila ad un puntodenominato ipocentro. Il suo corrispondente sulla superficieterrestre si chiama epicentro.
  8. 8. Le onde P Le onde P, che si generano in corrispondenza dellipocentro di un terremoto, si propagano attraverso rocce solide e fluide.. Le onde P viaggiano ad una velocità maggiore (5,5 – 14 km/s) rispetto alla altre onde e giungono in superficie per prime.
  9. 9. Le onde P Le rocce attraversate da queste onde subiscono rapide variazioni di volume, comprimendosi e dilatandosi alternativamente: sono onde longitudinali.
  10. 10. Le onde S Anche le onde S si generano nellipocentro dei terremoti. Le particelle delle rocce colpite dalle onde S compiono oscillazioni perpendicolari alla direzione di propagazione.
  11. 11. Le onde S Per questo motivo esse sono meno veloci (3 – 7 km/s) e giungono in superficie dopo le onde P… Le onde S non si propagano attraverso i fluidi. Non possono perciò attraversare il nucleo esterno che si trova allo stato fluido.
  12. 12. Le onde SLe onde S sono onde trasversali
  13. 13. Le onde superficiali Le onde P e S, giunte in superficie formano onde superficiali, o lunghe, a velocità costante (3,5 Km/s), propagantisi dall’epicentro: le onde di Love e le onde di Rayleigh
  14. 14. Le onde superficiali Le onde di Love determinano una vibrazione del terreno ortogonale alla direzione di propagazione dell’onda… Le onde di Rayleigh imprimono invece un moto ellittico alle particelle del suolo.
  15. 15. Lo studio delle onde sismicheL’onda sismica si propaga dall’ipocentro e si dirige in tutte ledirezioni con la stessa velocità. I punti interessati dalpassaggio dell’onda costituiscono il fronte d’onda…
  16. 16. Il comportamento delle onde sismicheQuando il fronte d’onda incontra una superficie di discontinuità,l’onda subisce fenomeni di rifrazione e di riflessione.Una superficie di discontinuità è una zona in cui cambiano lecaratteristiche chimico-fisiche del mezzo attraversato.
  17. 17. Il comportamento delle onde sismiche-Se l’onda passa da un mezzo con densità minore a uno con densità maggiore, lavelocità aumenta e la sua inclinazione diminuisce (a).-Se l’onda passa da un mezzo con densità maggiore a uno con densità minore, lavelocità diminuisce e la sua inclinazione aumenta (b).
  18. 18. Il comportamento delle onde sismicheLa presenza del nucleo esterno liquido provoca l’estinzione delle onde S chelo attraversano, mentre le onde P passano indisturbate.
  19. 19. La struttura interna della TerraLo studio del comportamentodelle onde P e S ci dice chela Terra è costituita da unaserie di involucri a densitàcrescente verso il nucleo.Ogni involucro è separato dalsuccessivo tramite unasuperficie di discontinuità.
  20. 20. Le superfici di discontinuitàDiscontinuità di Mohorovicic(Moho): separa la crosta dalsottostante mantello.Si trova ad una profonditàvariabile:- 11 Km sotto gli oceani- 35 Km sotto i continenti- 80 Km sotto le catene montuose più elevate.
  21. 21. Le superfici di discontinuitàDiscontinuità di Gutenberg:separa il mantello dalsottostante nucleo.Si trova alla profondità di2900 Km
  22. 22. Le superfici di discontinuitàDiscontinuità di Lehmann:separa il nucleo esterno(liquido) dal nucleo interno(solido)..Si trova alla profondità di5000 KmDiscontinuità di Repetti:separa il mantello superiore(più plastico) dal mantelloinferiore (più rigido)..
  23. 23. Gli involucri della TerraSchematizzando possiamoriconoscere:- litosfera, (crosta + mantellolitosferico) ad alta velocità dipropagazione delle ondesismiche (zona solida)- astenosfera, a bassa velocitàdi propagazione delle ondesismiche (zona fusa)
  24. 24. Gli involucri della Terra - mantello inferiore, a crescente velocità di propagazione delle onde sismiche (maggiore densità)- nucleo esterno fluido- nucleo interno solido
  25. 25. Il calore interno della TerraLo strato superficialedella crosta,fino a circa25 – 30 metri diprofondità ha unatemperatura dipendenteda quella ambientale.Scendendo più inprofondità latemperatura cresceprogressivamente:
  26. 26. Il calore interno della TerraSi chiama gradientegeotermico laumentodella temperatura con laprofondità.In media questogradiente e di circa 1grado centigrado ogni 33metri (3 gradi ogni 100metri) di profondità.Tale gradiente è unvalore medio in quantoogni regione risente diuna peculiare situazionegeologica.
  27. 27. La geoterma Questa curva descrive l’andamento della temperatura in funzione della profondità e permette di descrivere lo stato fisico degli involucri terrestri
  28. 28. HFU (Heat Flow Unit)Il nostro pianeta diffonde calore che, dal nucleo e dalmantello, si trasferisce alla crosta e allatmosfera (anche se ilcalore che assume latmosfera da questi processi è assaiminore di quello che è fornito dal Sole).
  29. 29. HFU (Heat Flow Unit)In media il calore calcolato è pari a pari a 0,06 watt per metroquadro, quindi moltiplicato per tutta la superficie si arriva avalori di 30.000 miliardi di watt.
  30. 30. HFU (Heat Flow Unit)Questa energia termica, per unità di tempo e di area,costituisce il flusso di calore e viene espressa in HFU (HeatFlow Unit) ed è equivalente ad una microcaloria percentimetro quadro al secondo
  31. 31. HFU (Heat Flow Unit)Il flusso di calore diminuisce con laumentare delletà del fondooceanico, cioè via via che ci si allontana dalla dorsale dove siregistrano flussi intorno ai 2 HFU. Nelle fosse oceaniche alcontrario si registrano valori inferiori ad 1 HFU.
  32. 32. HFU (Heat Flow Unit)Il flusso di calore in corrispondenza dei continenti è piuttostobasso (circa 1 HFU)
  33. 33. HFU (Heat Flow Unit) Il flusso di calore in funzione dell’età dei fondali oceanici
  34. 34. LItalia è posta su una zona ad alto flusso di calore a causadellelevata attività tettonica e vulcanica dellarea delMediterraneo (superiore a 2 HFU nella parte delle Alpi e a 3 HFUnella regione vulcanica Tosco-Laziale).
  35. 35. Il trasporto del calore dal nucleo verso la crosta terrestre Conduzione (ma le rocce hanno una scarsa conducibilità termica: uno strato di lava spesso 50 metri si raffredda in circa 150 anni.)Deve quindi esistere un altro meccanismo di trasporto del calore: La convezione
  36. 36. La convezioneNel mantello sono localizzate correnti convettive chetrasportano il calore dall’interno del pianeta versol’esterno…
  37. 37. La convezioneLe correnti convettive danno luogo a zone di convergenza edi divergenza. In corrispondenza delle prime si trovano fosseoceaniche, archi insulari, catene montuose. Incorrispondenza delle seconde troviamo le dorsali oceaniche.
  38. 38. I terremotiUn terremoto o sisma, è unimprovvisa, rapidavibrazione del suolo causata dal rilascio di una grandequantità di energia accumulata in masse rocciose.Il fenomeno che sta alla base della maggior parte deiterremoti è chiamato rimbalzo elastico.
  39. 39. I terremotiA pressioni non elevate le masse rocciose, se sottoposte asforzi, hanno un comportamento “elastico": la roccia sideforma in modo elastico fino ad un valore A dello sforzoaccumulando energia.
  40. 40. I terremotiAl di sopra di tale valore la relazione non è più lineare.Quando lo sforzo raggiunge un determinato valore C (punto dirottura) la roccia si rompe, liberando tutta lenergiaaccumulata fino a quel momento.
  41. 41. I terremotiSe una porzione di roccia inizia a deformarsi, essa offrirà unacerta resistenza ma quando le forze che tengono insieme laroccia vengono superate da quelle che tendono a deformarlaallora questa si spezza a partire dal punto più debole dove sicrea una faglia.
  42. 42. I terremotiLenergia accumulata nelle rocce si libera sottoforma di intense e rapide vibrazioni che sipropagano in tutte le direzioni sotto forma ondesismiche.
  43. 43. I terremotiLe vibrazioni prodotte dalle onde sismiche sipossono scomporre in due componenti: 1) verticale, che dà origine a scosse sussultorie 2) orizzontale, che dà origine a scosse ondulatorie
  44. 44. I terremotiLe linee immaginarie che uniscono i punti dove ilsisma si è manifestato con la stessa intensità sonodette isosisme. Le isosisme del terremoto in Irpinia del 1980
  45. 45. In base alla profondità dellipocentro i terremoti si possono dividere in:• terremoti superficiali con ipocentro tra 0 e 70 km; rappresentano circa l85% di quelli registrati ogni anno;2. terremoti medi con ipocentro tra 70 e 300 km; rappresentano circa il 12% del totale;3. terremoti profondi con ipocentro oltre i 300 km; sono circa il 3% del totale.
  46. 46. Intensità dei terremoti : il sismografoFondamentalmente un sismografo è un semplice pendolo.Quando la terra trema, la base dello strumento si muovecon essa, ma linerzia mantiene il pendolo in posto. Essoallora sembrerà muoversi, relativamente al suolo che vibra.
  47. 47. Intensità dei terremoti : il sismogramma Muovendosi esso traccia su un rullo di carta una registrazione chiamata sismogramma.Nel sismogramma si riconoscono 3 fasi successive:3) Fase iniziale che registra le onde P e S2) Fase principale che registra le onde superficiali3) Fase finale che registra onde sempre più smorzate
  48. 48. Intensità dei terremoti: le scale sismiche La scala Mercalli si basa sugli effetti provocati da un sisma.Essa è quindi una scala empirica: la valutazione dell’intensità del sisma dipendeda numerosi fattori (geologia del luogo, densità abitativa, tipologia di edifici) grad scossa descrizione o 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 allinterno di un edificio in ore diurne, allaperto 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, moltispaventati corrono allaperto; spostamento di mobili pesanti, caduta di intonaco e danni ai comignoli; danni lievi tutti fuggono allaperto; danni trascurabili a edifici di buona progettazione e costruzione, da lievi a moderati per strutture ordinarie ben costruite; avvertito da VII fortissima persone alla guida di automobili danni lievi a strutture antisismiche; crolli parziali in edifici ordinari; caduta di ciminiere, monumenti, colonne; ribaltamento di mobili pesanti; variazioni dellacqua VIII rovinosa dei pozzi danni a strutture antisismiche; perdita di verticalità a strutture portanti ben progettate; edifici spostati rispetto alle fondazioni; fessurazione del suolo; rottura di IX disastrosa cavi sotterranei disastrosissima X distruzione della maggior parte delle strutture in muratura; notevole fessurazione del suolo; rotaie piegate; frane notevoli in argini fluviali o ripidi pendii poche strutture in muratura rimangono in piedi; distruzione di ponti; ampie fessure nel terreno; condutture sotterranee fuori uso; sprofondamenti e slittamenti del XI catastrofica terreno in suoli molli grande XII danneggiamento totale; onde sulla superfice del suolo; distorsione delle linee di vista e di livello; oggetti lanciati in aria catastrofe
  49. 49. Intensità dei terremoti: le scale sismiche La scala Richter si basa sulla magnitudo, definibile come: M = log A – log A° Dove A° è’ l’ampiezza di un terremoto standard e A è l’ampiezza del terremoto da analizzare, misurate su un sismografo. E’ quindi una scala oggettiva.La scala Richter può assumere valori interi, decimali e anche negativi.La magnitudo più elevata mai registrata è pari a 9.
  50. 50. Distribuzione geografica dei terremoti La maggior parte dei terremoti si verifica:1) Lungo le dorsali oceaniche2) Nei sistemi arco-fossa3) Lungo le faglie4) Nelle zone orogenetiche
  51. 51. Distribuzione geografica dei terremoti I sismi si verificano comunque in aree geologicamente attive.. Tali zone coincidono con i margini delle placche litosferiche.
  52. 52. Confronto con la mappadelle placche litosferiche
  53. 53. La sismicità in Italia LItalia è situata nella zona di collisione tra le placche Africana ed Eurasiatica, e questo fatto comporta un elevato rischio sismico. La sismicità è concentrata nella parte centro- meridionale della penisola ed in alcune aree settentrionali.
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