Il rischio sismico e vulcanico

Terremoti
e vulcani

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I terremoti
e il rischio sismico

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I terremoti e la tettonica delle placche

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I terremoti sono improvvise
vibrazioni della crosta terrestre.
Le cause principali di questi
fenomeni sono le forti tensioni
generate dai movimenti di due
placche confinanti.
Infatti i terremoti sono più
frequenti lungo i margini delle
placche:
● dorsali oceaniche
● fosse abissali
● catene montuose recenti

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Distribuzione geografica dei terremoti

La teoria del rimbalzo elastico

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Secondo la teoria del rimbalzo elastico, le rocce che
appartengono a due placche confinanti accumulano energia e si
deformano. Superato il limite di rottura, le rocce si spaccano.

L’energia
accumulata è
quindi rilasciata
sotto forma di
vibrazioni,
onde sismiche
che si
propagano
nelle rocce.

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La propagazione delle onde sismiche

L’ipocentro e l’epicentro

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L’ipocentro di un terremoto è il punto nella litosfera dove
hanno origine le vibrazioni elastiche, chiamate onde
sismiche.

L’epicentro è il
punto sulla
superficie
terrestre
localizzato sulla
verticale
dell’ipocentro.

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Le onde sismiche

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Ci sono due tipi di onde sismiche interne:

•onde P (o onde prime) – producono una compressione, si
propagano in materiali solidi e liquidi e sono più veloci (4-8 km/s);

•onde S (o onde seconde) – sono onde di taglio, si propagano solo
in materiali solidi e sono più lente delle onde P (2,3-4,6 km/s).

Quando le onde P e le onde S raggiungono la superficie, si producono
onde superficiali (onde R e L), responsabili della maggior parte dei
danni da terremoto.

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Le onde sismiche

Onde interne (generate nell’ipocentro):
●Onde P (o onde prime) – producono una
compressione della roccia lungo la direzione di
propagazione.

●Onde S (o onde seconde) – producono una
deformazione della roccia trasversalmente alla
direzione di propagazione.

Onde di superficie (generate nell’epicentro):
●Onde R (o di Rayleigh) - fanno oscillare la roccia
secondo orbite ellittiche rispetto alla direzione di
propagazione dell’onda.

●Onde L (o di Love) - fanno oscillare la roccia
trasversalmente e orizzontalmente rispetto alla
direzione di propagazione delle onde.

Il sismografo e il sismogramma

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Il sismografo è lo strumento usato
per misurare le onde sismiche. Un
pennino attaccato a una molla può
muoversi insieme ai movimenti della
terra, lasciando un tracciato su un
rullo rotante. Questo tracciato è
chiamato sismogramma.

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sismografo

fase di
quiete

arrivo
onde P

arrivo
onde S

P + S

arrivo
onde L

P + S + L

Dal sismogramma è
possibile ricavare molte
informazioni sul
terremoto.

Individuare l’epicentro di un sisma

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La parte del sismogramma
delle onde P indica il ritardo
di arrivo delle onde S (più
lente). Grazie al ritardo è
possibile calcolare la
distanza del sismografo
dall’epicentro del sisma.

La differenza temporale tra la

registrazione delle onde P e quelle

S è in funzione della distanza del

sismografo dall’epicentro.

Più questa differenza è grande,

maggiore sarà la distanza del

sisma.

Individuare l’epicentro di un sisma

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Ogni stazione
sismografica ha
associato un grafico
dei tempi di arrivo
delle onde P e S dei
terremoti storici.
Collocando sul grafico
il tempo di ritardo
(segmento verde) di
un terremoto
registrato dal
sismografo, sarà
possibile leggere
sull’asse delle ascisse
la distanza del
terremoto registrato.

DIAGRAMMA DELLE DROMOCRONE

Individuare l’epicentro di un sisma

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Con 3
sismogrammi
registrati in 3
stazioni sismiche
distinte si
ottengono le
rispettive distanze
dello stesso
terremoto.
Disegnando 3
circonferenze di
raggio pari alle 3
distanze, la loro
intersezione fornirà
l’esatta ubicazione
del terremoto.

Misurare la forza di un terremoto

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La scala Mercalli valuta l'intensità di un terremoto osservando gli effetti che
esso produce sulla superficie terrestre su persone, cose e manufatti. Non
richiede l'utilizzo di strumenti di misurazione e può essere applicata anche
alla classificazione di terremoti avvenuti in tempi storici, di cui sia rimasta
una descrizione scritta.

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Fonte Wikipedia

Misurare la forza di un terremoto

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La scala Richter misura la magnitudo dei terremoti. È una scala
logaritmica in base 10 e indica l’ampiezza massima del movimento del
suolo dovuto a un terremoto con un epicentro localizzato a 100 km
dalla stazione di registrazione.

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Terremoti: effetti diretti e indiretti

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Un terremoto può causare effetti diretti:
● vibrazioni e tremori;
● movimenti delle placche tettoniche;
● variazioni nell’altitudine topografica.

Gli effetti indiretti possono includere:
● allagamenti, maremoti e tsunami;
● liquefazione del suolo;
● frane e valanghe;
● compressione del suolo;
● incendi;
● rilascio di sostanze tossiche.

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Pericolosità sismica e rischio sismico

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La pericolosità sismica è una caratteristica di un territorio, e può
essere stimata sulla base della gravità e della frequenza di
terremoti passati.
Il rischio sismico si riferisce alla probabilità dei danni che un
terremoto potrebbe causare in una determinata area. Si può
misurare sulla base dell’equazione: R = P x V x E

Rischio sismico =

Pericolosità sismica x Vulnerabilità x Esposizione

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Il rischio sismico in Italia

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In Italia, la pericolosità sismica è
relativamente alta, ma più bassa
che in aree come la California o
il Giappone.

Tuttavia il rischio sismico è
molto elevato, a causa dell’alto
livello di esposizione sismica
(alta densità di popolazione, un
grande numero di monumenti e
palazzi storici) e di vulnerabilità.

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I vulcani

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I vulcani e la tettonica delle placche

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I vulcani possono formarsi
quando le rocce nella litosfera,
fuse per il calore interno della
Terra, raggiungono la superficie.
I vulcani sono localizzati
soprattutto lungo i margini delle
placche. Circa l’1% del vulcani
terrestri si forma sopra i punti
caldi del mantello, per esempi i
vulcani delle isole Hawaii.

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La struttura interna dei vulcani

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La roccia fusa, chiamata
magma, si accumula in una
camera magmatica, da cui
può fuoriuscire in superficie
attraverso il camino
vulcanico.
L’apertura del vulcano in
superficie è chiamata cratere.
Fuori dal vulcano, il magma
diventa lava.

camera magmatica

camino

cratere

cratere
secondario

lava

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Caratteristiche del magma

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Il magma contiene minerali ricchi in silicio, mescolati con altri
minerali e gas (soprattutto vapore acqueo e CO2). In base alla
percentuale di diossido di silicio (SiO2), il magma può essere
classificato come acido, neutro, basico o ultrabasico.

Tipo di
magma

Densità
(g/cm3)
% di SiO2

Acido

2.7

> 65

Neutro

> 2.7

52 ÷ 65

Basico

~ 3

45 ÷ 52

Ultrabasico

> 3

< 45

I magmi acidi sono più
viscosi e “freddi” (circa
600-800 °C), i magmi
basici sono più fluidi e
caldi (più di 1000 °C).

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Le rocce magmatiche

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Le rocce magmatiche
derivano dal raffreddamento
del magma. Si distinguono in:

• rocce effusive, che
comprendono l’ossidiana (con
struttura amorfa), il basalto e
il porfido (con struttura
porfirica);
• rocce intrusive, come il
granito.

Ossidiana

Porfido

Granito

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Prodotti di eruzioni vulcaniche

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Oltre alla lava, le eruzioni vulcaniche possono eiettare altri tipi
di materiali solidi, chiamati piroclasti.

Questi frammenti comprendono le bombe vulcaniche, i lapilli,
le ceneri e le polveri.

Bombe vulcaniche

Lapilli

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Flussi di lava /1

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La lava può essere più o meno viscosa a seconda della
quantità di silice:
- quando la lava è molto fluida, continua a scorrere anche se
diventa solida in superficie; è chiamata lava a corda o
pahoehoe e ha una superficie liscia;
- la lava AA ha in genere una viscosità maggiore, e una
superficie rugosa;
- la lava a cuscino si forma quando la lava emerge a grandi
profondità marine.

Lava a corda

Lava AA

Lava a cuscino

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Flussi di lava /2

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Un plateau basaltico si forma quando la lava è molto fluida
ed è emessa in aree pianeggianti.
Il basalto colonnare si forma durante il raffreddamento lento
e graduale della lava, con la formazione di strutture dalla
sezione esagonale.
Le lave riolitiche e andesitiche sono meno fluide delle lave
basaltiche, e producono lava a blocchi.

Plateau basaltico

Basalto colonnare

Lava a blocchi

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Diversi tipi di vulcani /1

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Vulcani a scudo

Sono caratterizzati da magma fluido, eruzioni effusive
senza esplosioni, una base larga e pendii dolci.

I vulcani delle Hawaii sono esempi di vulcani a scudo.

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Diversi tipi di vulcani /2

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Stratovulcani

Mostrano un’alternanza di attività effusiva tranquilla ed
eruzioni esplosive. Sono il tipo più comune di vulcani, con
pendii ripidi.

Esempi di stratovulcani sono l’Etna in Sicilia e il Monte Fuji
in Giappone.

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Diversi tipi di vulcani /3

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Caldere

I magma viscosi possono causare esplosioni violente, che
possono portare allo sprofondamento del vulcano.

Le caldere sono depressioni formate da questo
sprofondamento; possono ospitare laghi.

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Diversi tipi di vulcani /4

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Coni di scorie
Strutture formate da frammenti che si solidificano dopo
un’eruzione e si depositano come cenere a formare un cono.

Duomi lavici
Strutture relativamente piccole formate da lava molto viscosa.

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Attività vulcanica

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I vulcani possono essere classificati sulla base della loro
attività come:

• attivi – se hanno eruttato almeno una volta in epoca storica;
• quiescenti – se hanno avuto manifestazioni negli ultimi

10 000 anni, ma non in epoche storiche;

• estinti – se non sono più alimentati dal magma.

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Vulcani in Italia

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Stromboli, nell’arcipelago delle
Eolie, ha esplosioni modeste e
sporadiche emissioni di lava.

Etna, in Sicilia, è il più grande
vulcano in Europa. Mostra
un’alternanza di attività effusiva
ed esplosiva.

Vesuvio, nel Golfo di Napoli,
alterna lunghi periodi di inattività
a forti eruzioni.

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Il vulcanesimo secondario

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Dopo le attività eruttive, il magma si raffredda.

Nel caso entri in contatto con acqua sotterranea, può
generare geyser o sorgenti termali. I geyser sono
emissioni intermittenti di getti verticali di acqua calda.

Le fumarole sono emissioni di vapore d’acqua e altri gas
da fratture del suolo. Sono calde e acide, e alterano il
terreno circostante.

Le mofete sono emissioni di CO2 a basse temperature da
fratture del suolo

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