onde sismiche ed elettromagnetiche

1. Fenomeni elm misurabili in
occasione di eventi sismici

2. •Agli eventi sismici sono associati segnali
elettrici e magnetici che possono essere
rilevati con opportuni strumenti
Di recente la ricerca scientifica ha sviluppato
teorie fisico-matematiche che spiegano il
legame tra i fenomeni elastici ed
elettromagnetici, detti anche
FENOMENI SISMO-ELETTROMAGNETICI

3. IN UN MEZZO POROSO SATURO
AVVIENE CHE:
Lungo la superficie di contatto tra la matrice
rocciosa e la soluzione elettrolita sono
presenti delle cariche di segno opposto
Tale condizione
determina uno STRATO
ADSORBITO e uno
STRATO DIFFUSO
ADSORBITO +
DIFFUSO = DOPPIO
STRATO ELETTRICO

4. Andamento del potenziale
elettrico in funzione della
distanza dalla superficie
solida: esso decresce
esponenzialmente con la
distanza.

5. Quando un’onda sismica si propaga all’interno di
un mezzo poroso saturo si verificano movimenti
relativi tra la matrice solida e il fluido in essa
contenuto e, di conseguenza, tra le cariche libere
e quelle fisse: si genera quindi un flusso di
corrente elettrica.
La formulazione matematica è piuttosto complessa
e si basa sulle equazioni complete del campo
d’onda sismico (di Biot-Gassmann o
poroelastodinamiche) e su quelle del campo EM (di
Maxwell), che vengono opportunamente
accoppiate, mediante le equazioni del trasporto
associate al moto dei fluidi

6. TRE TIPI DI SEGNALI EM IN UN
MEZZO POROSO SATURO:
•Onde EM dirette: si generano nell’ipocentro
per effetto della separazione di carica
causata dalla redistribuzione della pressione
di fluido di poro
•Segnali elettrici cosismici: generati dalla
separazione di carica indotta nella roccia dal
passaggio delle onde P
•Onda EM secondarie: generate dall’onda
sismica all’interfaccia tra due mezzi con un
forte contrasto nelle proprietà elettriche o
meccaniche

7. Gli effetti del primo e del terzo tipo possono avere
una particolare rilevanza nelle applicazioni di EARLY
WARNING, dal momento che le onde EM hanno una
velocità di propagazione (anche nei mezzi materiali)
molto più alta di quella delle onde sismiche e possono
quindi raggiungere i siti di interesse, prima che
questi vengano raggiunti dalle onde sismiche

8. Osservazioni in occasione di un evento di magnitudo 3.7