Un terremoto è una serie di vibrazioni del suolo causate da onde sismiche, con un epicentro che sperimenta le vibrazioni più forti. Esistono diverse tipologie di terremoti, e la loro intensità viene misurata utilizzando scale sismiche come la scala Mercalli. La previsione dei terremoti include metodi a lungo e breve termine, ma la riduzione del rischio sismico dipende anche dalla vulnerabilità e dall'esposizione delle strutture e della popolazione.

1. 6.1 Che cos’è un terremoto o sisma Un terremoto è costituito da una serie di vibrazioni del suolo accompagnate da emissione di onde acustiche a bassissima frequenza Dall’ ipocentro parte dell’energia che ha prodotto il fenomeno viene liberata sotto forma di onde elastiche (onde sismiche) che giungendo in superficie provocano vibrazioni verticali e orizzontali del terreno. ipocentro L’ epicentro , punto di intersezione tra la superficie terrestre e la verticale mandata dall’ipocentro, è solitamente investito dalle vibrazioni più forti epicentro

2. Scossa sismica È una serie ininterrotta di vibrazioni del suolo. Può durare da frazioni di secondo a 4-5 minuti È quasi sempre accompagnata da altre scosse. In base alla sequenza delle scosse possiamo distinguere 3 tipologie di sismi: 1. Scossa principale seguita da repliche 2. Scosse premonitrici- scossa principale seguita - repliche 3. Sciami di terremoti

3. 6.2 origine e varietà dei terremoti Studiando il terremoto di San Francisco del 1906, Reid elaborò la teoria del rimbalzo elastico per spiegare la genesi di un sisma. Esaminando i dati dei rilevamenti geodetici Reid aveva notato che nei 50 anni che avevano preceduto il sisma alcuni elementi del terreno (starde, recinzioni ecc.) avevano subito graduali deformazioni

4. Teoria del rimbalzo Elastico Le rocce immagazzinano energia per decine o centinaia di anni deformandosi elasticamente Superato il carico di rottura o vinto l’attrito che immobilizza la frattura, le rocce ritornano alla forma originale liberando sotto forma di onde l’energia elastica accumulata

5. Zone sismiche

6. Forze e Comportamento delle rocce Forze comportamento plastico comportamento elastico Argille e rocce scistose Graniti basalti Aumenti di temperatura e di pressione tendono a far aumentare la plasticità delle rocce

7. Faglia inversa Faglia diretta rigetto

8. Rigetto

9. Forze di taglio Faglia trascorrente se interessa l’intero spessore della crosta terrestre si chiama faglia trasforme

10. Deformazione Sismica statica dinamica Quando durante un terremoto si forma una frattura si hanno principalmente due tipi di deformazione: STATICA rappresentata dallo spostamento permanente del terreno dovuto all'evento sismico. e DINAMICA.

11. Mentre la maggior parte dell'energia messa in gioco, viene assorbita dalla deformazione statica, fino al 10% viene dissipata immediatamente sotto forma di ONDE ELASTICHE. Perché le onde si possano trasmettere sono necessarie due condizioni: La presenza di una connessione tra le parti della materia Una forza di richiamo capace di riportare il corpo nella sua forma e volume iniziali. Il secondo tipo di deformazione, dinamico , è rappresentato dalle onde irradiate dal terremoto quando avviene la frattura.

12. Scale sismiche Scala macrosismica  Effetti in superficie su territori antropizzati INTENSITÀ MCS (Mercalli, Cancani, Sieberg) MSK (Medved, Sponheuer, Karnik) EMS (European Macroseismic Scale) Scala sismografica  Grandezza relativa di un terremoto; si basa su parametri relativi al moto del suolo MAGNITUDO

13. La scala Mercalli , (1930) misura l' intensità del terremoto basandosi su effetti macrosismici (danni a persone e manufatti) è quindi una misura molto imprecisa, in quanto i danni rilevati, dipendono: dalle caratteristiche delle strutture, dalla densità abitativa, dall'importanza artistica di determinati edifici da altre variabili indipendenti dal terremoto stesso. stessa.

14. Le zone che hanno riportato gli stessi danni, vengono racchiuse da delle linee dette isosisme . Ad ogni isosisma corrisponde un grado di intensità, dipendente dagli effetti prodotti dal terremoto all'interno dell'area racchiusa dall'isosisma L'intensità massima, si avrà in corrispondenza dell'epicentro e poi man mano che ci si allontana dall'epicentro, avremo delle intensità via via minori. I gradi d'intensità, vengono attribuiti alle varie zone, sulla base di una tabella, nella quale vengono riportati i gradi ed i relativi effetti.

15. Scala Mercalli Cancani Sieberg Grado Scossa Descrizione 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

16. 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

17. 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

18. 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 grande catastrofe danneggiamento totale; onde sulla superficie del suolo; distorsione delle linee di vista e di livello; oggetti lanciati in aria

19. Terremoto ad Haiti 13 gennaio 2010 magnitudo 7,3, più di 100 000 morti L'ipocentro è stato ad appena 10 chilometri di profondità. epicentro nelle vicinanze della capitale:

20. Terremoto dell’Aquila Lunedì 6 Aprile 2009 alle 3.32 , un terremoto di Magnitudo 5,8 ha devastato la città dell’Aquila e decine di borghi della fascia pedemontana meridionale del Gran Sasso, ha ucciso 300 persone, ne ha ferite 1.500 Onna

25. Tsunami 26 dicembre 2004 9,3 della scala Richter quasi 290 mila morti ipocentro alla profondità di circa 30 km, a 160 km a est di Sumatra.

29. La spettacolare sequenza del crollo del transetto nella Basilica Superiore di San Francesco. Immagini riprese da Umbria TV. Terremoto 26 settembre 1997 Assisi Foligno Nocera VII M L =4.7 11.46 VIII-IX M L =5.8 11.40 VIII M L =5.5 2.33 Scala Mercalli Magnitudo (MD=Magnitudo Durata, ML=Magnitudo Locale) Tempo (ora italiana)

30. Colombia 1999

31. Terremoto di San Francisco 19/4/1906

32. Messico 1985

33. Terremoto di Messina 1908 120.000 morti

34. M = 7.3 = M 6 (28.12.1908 - h. 4.20 GMT) - Terremoto calabro-messinese [ 120.000 morti] M = 7.0 = M 5 (13.1.1915 - h. 6.52 GMT) - Terremoto di Avezzano [ 33.000 morti] M = 6.9 = M 4 (23.11.1980 - h. 18.34 GMT) - Terremoto in Irpinia-Basilicata [ 3.000 morti] M = 5.9 = M 3b b (15.9.1976 - h. 9.21 GMT) M = 6.5 = M 3a a (6.5.1976 - h. 20 GMT) Terremoto nel Friuli [ 1.000 morti]

35. A è il valore massimo della traccia (misurata in mm) sul sismografo Wood-Anderson e il termine -log A 0 tiene conto dell'attenuazione della traccia con la distanza dell'epicentro. Lo zero della scala è arbitrario. Per non dover considerare la magnitudo con valori negativi, si scelse il valore di -log A 0 =3 per una traccia di 1 mm di un terremoto ad una distanza epicentrale di 100 Km . Quindi, i terremoti registrati da una rete di sismografi Wood-Anderson a distanza dall'epicentro superiore a 100 Km hanno generalmente magnitudo maggiore di 3. La magnitudo locale di un terremoto è definita da: M L = log A/A 0

36. Ampiezza e intervallo S-P, misurato direttamente su un sismometro Wood-Anderson, forniscono la misura della magnitudo

37. Magnitudo = log della massima ampiezza in μ registrata da un sismografo standard (del tipo Wood- Anderson ) posto a una distanza di 100 Km dall’epicentro del terremoto M= log A/A 0 A 0 dipende dalla distanza M = log A + C log d + D per un sismografo posto a 100 Km di distanza C log d = 0, quindi la M corrisponde al log della massima ampiezza A = 1 µ M = 0 log E = 9,15 + 2,15 M

38. magnitudo scala Richter effetti del sisma 0- 1.9 può essere registrato solo mediante adeguati apparecchi. 2- 2.9 solo coloro che si trovano in posizione supina lo avvertono; un pendolo si muove 3- 3.9 poca gente lo avverte come un passaggio di un camion; vibrazione di un bicchiere 4- 4.9 normalmente viene avvertito; un pendolo si muove notevolmente; bicchieri e piatti scrocchiano; piccoli danni 5- 5.9 tutti lo avvertono scioccante ; possibili fessurazioni sulle mura; i mobili si spostano; alcuni feriti 6- 6.9 Tutti lo percepiscono; eventualmente panico; crollo delle case; spesso feriti e morti; onde alte 7- 7.9 panico; pericolo di vita negli edifici; solo alcune costruzioni rimangono illese; morti e feriti 8- 8.9 ovunque pericolo di vita; edifici inagibili; onde del mare alte sino a 40 metri 9 e più catastrofe; eventualmente grandi spostamento di parti della superficie terrestre

39. Momento sismico Misura della grandezza di un terremoto all’ipocentro. Si esprime in dine x cm. Tiene conto di: Area totale della superficie di rottura della faglia; Spostamento medio della roccia lungo la faglia; Coefficiente di rigidità della roccia

40. µ = modulo di rigidità (32 GPa nella crosta, 75 GPa nel mantello) A = LW = area di frattura D = dislocazione media Momento Sismico

41. 6.6 Il rischio sismico Controllo Previsione Prevenzione

42. Previsione Si intende la determinazione a priori: del tempo, del luogo e della grandezza del terremoto. sulla base dell’incertezza temporale si distinguono 4 tipi di previsione : Breve termine : previsione con incertezza dell’ordine dei giorni o delle ore. Può essere utile per evacuare la popolazione, ma non aiuta a diminuire il danno economico. Lungo termine : incertezza temporale dell’ordine degli anni o delle decine di anni. Queste previsioni permettono di pianificare interventi di consolidamento degli edifici o di spostare la popolazione in aree più sicure. Medio termine : incertezza dell’ordine delle settimane o dei mesi. Questa previsione può essere utile per rendere la popolazione più preparata all’evento, stabilendo piani di evacuazione o di comportamento. Brevissimo termine (pochi secondi): sfrutta la velocità finita delle onde sismiche (velocità inferiore delle onde elettromagnetiche. In Giappone è operativa e serve a bloccare impianti pericolosi, come ferrovie o industrie, prima dell’arrivo dell’onda sismica.

43. Previsione statistica Lungo termine: si basa sul concetto di ciclo sismico in un’area sismogenetica. Si assume che i terremoti avvengano su una faglia bloccata, quando lo sforzo tettonico supera il livello di cedimento della roccia. Dopo il cedimento, la faglia si blocca di nuovo: lo sforzo tettonico ricomincia ad accumularsi fino ad una nuova frattura. Previsione deterministica Medio e breve termine: si basa sullo studio dei fenomeni precursori di un terremoto, come le deformazioni, la variazione dei parametri fisici, chimici o la sismicità premonitoria. Es. Variazione concentrazione di Radon nelle acque, variazione della temperatura del livello delle acque, variazione della “micro”-sismicità in una regione, emissione onde elettromagnetiche, strani comportamenti degli animali. Haicheng Cina nord-orientale 1975 M S = 7.3 previsto: vennero evacuate migliaia di persone. Tangshan 1976 MS = 7.7 650 000 vittime.

44. Pericolosita’ x vulnerabilita ’ x esposizione RISCHIO SISMICO V = Vulnerabilità : attitudine dei beni presenti in un sito a subire un certo livello di danno per effetto di un certo livello di scuotimento. P = Pericolosità sismica o Hazard: è la probabilità di eccedenza di un fissato valore del livello di scuotimento in un sito, in un prestabilito intervallo di tempo. include, ad esempio, il fagliamento superficiale , lo scuotimento del suolo , le frane , la deformazione del suolo , la liquefazione , gli tsunami E = Esposizione : valore economico e sociale di tutte le entità soggette a rischio ( comprende anche le vite umane).

45. Il Rischio Sismico R = V x E x P La pericolosità è legata solo al fenomeno naturale; il rischio dipende anche da variabili “umane”: urbanizzazione, numero e valore degli edifici, presenza di industrie, etc. Non si può agire sulla pericolosità, ma si può mitigare il rischio.

46. Massima intensità macrosismica risentita in Italia (www.ingv.it)

47. Gradi della scala MCS Sismicità in Italia. La Rete Sismica Nazionale Centralizzata registra più di 2000 terremoti l'anno. La rete opera con continuità dalla metà degli anni '70 ed è stata ampliata in seguito al terremoto distruttivo dell'Irpinia del 1980 (Ms =6,9). Il catalogo sismico strumentale riporta circa 35.000 terremoti verificatisi in Italia a partire dal 1975. La sismicità si concentra soprattutto nelle Alpi , lungo gli Appennini e riguarda la maggior parte dei vulcani attivi del Quaternario (per esempio, L'Etna, il Vesuvio, i Campi Flegrei, i Colli Albani). Inoltre si verificano sequenze anche nel promontorio del Gargano, mentre parte del Trentino, la Puglia e la Sardegna sembrano essere relativamente asismiche.

48. Zonazione sismogenetica Si identificano e caratterizzano le aree sorgenti (faglie) nella regione considerata.

49. ATLANTE DELLA CLASSIFICAZIONE SISMICA Non classificato 3a categoria 2a categoria 1a categoria