Tutto ciò che bisogna sapere sui terremoti: le ‘faq’ dell’Ingv

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Le ‘faq’ dell’Ingv, cioè le domande poste frequentemente, ci possono dare, grazie alle risposte degli esperti dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, un quadro molto chiaro e preciso rispetto al tema sisimco, tanto discusso in questi giorni.

Quale è la definizione di terremoto?

Un terremoto (dal latino terrae motu ossia movimento della terra) è un rapido movimento della superficie terrestre dovuto al brusco rilascio dell’energia accumulatasi all’interno della Terra in un punto ideale chiamato ipocentro o fuoco. Il punto sulla superficie della Terra, posto sulla verticale dell’ipocentro è detto epicentro.

Dove e perchè si verificano i terremoti?

I terremoti si concentrano in genere in zone delimitate.
Con la teoria della tettonica a placche formulata per la prima volta da Wegener nel 1915, è stata data una spiegazione della distribuzione degli eventi sismici e dei vulcani, e di alcuni fenomeni morfologici come la formazione delle grandi catene montuose.
Questa teoria afferma che i terremoti tendono in genere a concentrarsi lungo i margini tra le diverse placche (o zolle) componenti lo strato più superficiale del nostro pianeta (la litosfera). I terremoti possono verificarsi in prossimità di vulcani attivi e di catene montuose di recente formazione.
Anche la sismicità della penisola italiana presenta una sua caratteristica distribuzione interpretabile con la teoria della tettonica a placche. La penisola italiana, come tutto il bacino del Mediterraneo, è interessata da un’intensa attività sismica che si verifica in aree che sono state identificate secondo tale teoria come sede di equilibri dinamici tra la zolla Africana e quella Eurasiatica. In particolare si ha una notevole attività sismica lungo la catena appenninica e l’arco calabro, ossia in corrispondenza delle strutture che sono state identificate come zone di interazione tra la zolla Africana e quella Eurasiatica. Lo studio della sismicità storica ha inoltre contribuito a individuare le regioni della nostra penisola soggette ai terremoti più distruttivi. Tutto il territorio nazionale è interessato da effetti almeno del VI grado della scala Mercalli tranne alcune zone delle Alpi Centrali e della Pianura Padana, parte della costa toscana, il Salento e la Sardegna. Le aree maggiormente colpite in cui gli eventi hanno raggiunto il X e XI grado d’intensità, sono le Alpi Orientali, l’Appennino settentrionale, il promontorio del Gargano, l’Appennino centro meridionale, l’Arco Calabro e la Sicilia Orientale.

Quali terremoti vengono riportati sul sito web dell’Ingv?

La lista dei terremoti recenti all’indirizzo http://cnt.rm.ingv.it riporta i terremoti di magnitudo superiore o uguale a 2.0 localizzati in Italia dalla Rete Sismica Nazionale dell’INGV.
Nei casi in cui un evento sismico sia stato risentito, esso viene comunque riportato nella lista.
Informazioni sui terremoti di magnitudo inferiore a 2.0 possono essere estratte dal database ISIDE, http://iside.rm.ingv.it dove è possibile effettuare delle selezioni dei dati per area, per periodo o per magnitudo e fare delle mappe.

Vengono inoltre riportati terremoti rilevanti in altre zone del mondo.

Che differenza c’è tra l’orario UTC e l’orario locale?

L’INGV pubblica varie liste di terremoti localizzati dalla Rete Sismica Nazionale. Quasi ovunque, nelle nostre pagine web, è indicato l’orario UTC (Universal Time Coordinated) che corrisponde all’ora locale solare del meridiano zero che passa per l’osservatorio di Greenwich.

Per ottenere l’ora locale italiana in regime di ora solare (in pratica tra l’ultima domenica di ottobre e l’ultimo sabato del marzo successivo) occorre aggiungere all’orario UTC un’ora. Invece in regime di ora legale (tra l’ultima domenica di marzo e l’ultimo sabato di ottobre) occorre aggiungere due ore all’ora UTC.

Come si misurano i terremoti?

I terremoti si misurano con Magnitudo e Intensità.
La magnitudo (frequentemente misurata attraverso la scala Richter) e l’intensità macrosismica (misurata tramite la scala Mercalli Cancani Sieberg) sono le due misure principali della “forza” di un terremoto. Le due scale non sono equivalenti: la magnitudo è una misura dell’energia sprigionata da un terremoto nel punto in cui esso si è originato (ipocentro). L’intensità è invece una misura degli effetti che il terremoto ha prodotto sull’uomo, sugli edifici presenti nell’area colpita dal sisma, sull’ambiente.
La magnitudo è una misura fisica che dipende soltanto dall’energia sprigionata dal terremoto nel punto in cui si è generato. Grazie allo sviluppo delle tecnologie e alla disponibilità di dati in formato numerico utilizzabili direttamente dai calcolatori elettronici è oggi possibile calcolare la magnitudo di un evento sismico in pochi minuti.
Per fissare il valore preciso d’intensità è invece necessario attendere la raccolta dei dati oggettivi sui danni prodotti dal terremoto. E’ possibile in ogni modo, conoscendo la magnitudo, associare ad essa un’intensità teorica presunta. Tale intensità teorica viene tempestivamente comunicata alla Protezione Civile ed è quella riportata dagli organi di informazione. La tabella seguente mostra la corrispondenza fra la magnitudo e l’intensità teorica.

M1.0 – 2.3 ? I
M2.4 – 2.7 ? II
M2.8 – 3.1 ? III
M3.2 – 3.6 ? IV
M3.7 – 4.1 ? V
M4.2 – 4.6 ? VI
M4.7 – 5.1 ? VII
M5.2 – 5.5 ? VIII

Magnitudo Richter (Ml) e magnitudo momento (Mw): perché possono essere differenti?

La magnitudo Richter o locale (Ml) fu introdotta dal sismologo statunitense Richter nel 1935 per avere una stima della grandezza dei terremoti che fino a quel momento si basava esclusivamente sulla determinazione degli effetti dei terremoti (scale di intensità). Il semplice concetto introdotto da Richter era che si poteva stimare la grandezza di un terremoto direttamente dall’ampiezza di un sismogramma registrato da un sismografo standard chiamato Wood-Anderson. Richter calibrò quindi una relazione che per ogni aumento di ampiezza di 10 volte delle onde sismiche di frequenza pari a circa 1 Hz, equivaleva un aumento di un grado di magnitudo. La magnitudo Richter quindi è una misura della grandezza relativa tra terremoti e non una stima della reale grandezza dei terremoti. Negli anni ’70 Kanamori introdusse la magnitudo momento (Mw) derivata dal parametro sismologico momento sismico che equivale al prodotto tra area di faglia, dislocazione e la resistenza delle rocce. Il momento sismico e la magnitudo momento rappresentano quindi la migliore stima della reale grandezza del terremoto. Il momento sismico è anche un osservabile sismologico in quanto si può calcolare direttamente dal sismogramma, in particolare dalla parte a bassa frequenza (minore di 1Hz) ma la sua determinazione richiede un certo tempo.

L’ampiezza delle onde sismiche a bassa frequenza, dove viene calcolata la magnitudo momento (al di sotto di 1 Hz),  per forti terremoti è maggiore dell’ampiezza delle onde sismiche a 1 Hz, dove viene calcolata la magnitudo Richter, e questo è dovuto alle caratteristiche della sorgente sismica. Questa particolarità delle onde sismiche dei forti terremoti è alla base della differenza che si osserva tra magnitudo Richter e magnitudo momento. Si parla infatti di saturazione della magnitudo Richter per forti terremoti in quanto l’ampiezza della onde sismiche a 1 Hz non aumenta linearmente all’aumentare della magnitudo. La magnitudo Richter è ancora in uso grazie alla rapidità con la quale viene calcolata, ma la magnitudo momento è sicuramente la migliore stima della reale grandezza di un terremoto, essendo direttamente legata alle dimensioni e alla dislocazione della sorgente sismica. Si noti infatti che sin dai primi comunicati dell’INGV, relativi al terremoto dell’Aquilano del 6 aprile 2009,  venivano indicate ambedue le stime di magnitudo.

Esistono diverse magnitudo. Perchè?

Il concetto di Magnitudo è stato introdotto nel 1935 da Richter per rispondere alla necessità di esprimere in forma quantitativa e non soggettiva la “forza” di un terremoto. La Magnitudo Richter, detta anche Magnitudo Locale (Ml), si esprime attraverso il logaritmo decimale del rapporto fra l’ampiezza registrata da un particolare strumento, il pendolo torsionale Wood-Anderson, e una ampiezza di riferimento. La Magnitudo Richter può essere calcolata solo per terremoti che avvengono a distanza minore di 600 km dalla stazione che ha registrato l’evento.
Per supplire alla limitazione sulla distanza posta dalla definizione della Magnitudo Richter, sono state introdotte altre scale di Magnitudo che consentono di esprimere l’energia irradiata da un terremoto. La maggior parte delle Magnitudo si basa sull’ampiezza massima del sismogramma registrato o sul rapporto fra l’ampiezza e il periodo delle onde sismiche utilizzate per il calcolo della Magnitudo. Tra queste scale si possono ricordare le Magnitudo di Volume (mb) (b sta per “body waves” ovvero onde di volume) usate per misurare terremoti avvenuti a una distanza superiore ai 600 km e basate sull’uso delle onde di volume (generalmente le onde S). Un’altra magnitudo è quella calcolata sulle onde superficiali: la Magnitudo Superficiale (Ms).
Al fine di calcolare la Magnitudo di terremoti piccoli o moderati a distanza locale o regionale è stata introdotta nel 1972 la Magnitudo di Durata (Md). Il suo calcolo è basato sulla misura della durata del sismogramma. Il concetto di base è quello di ritenere a ragione che maggiore è la Magnitudo di un evento, maggiore sarà la durata della registrazione. Essendo molto semplice e immediato misurare la durata del sismogramma, la Magnitudo di Durata, dal 1980, è entrata nel novero dei parametri che vengono forniti alla Protezione Civile. Gli altri sono la localizzazione dell’evento e la sua intensità teorica.
Si puo dimostrare che la Magnitudo di un evento sismico è strettamente connessa con l’energia irradiata dall’ipocentro.Una relazione lega la magnitudo sviluppata dal terremoto al logaritmo decimale dell’energia. A partire da questa relazione è possibile ricavare che una variazione 1 in Magnitudo equivale a un incremento di energia di circa 30 volte. In altre parole, l’energia sviluppata da un terremoto di Magnitudo 6 è circa 30 volte maggiore di quella prodotta da uno di Magnitudo 5 e circa 1000 volte maggiore di quella prodotta da un terremoto di Magnitudo 4.

Che differenza c’è tra “Scala Mercalli” e Magnitudo?

La Scala Mercalli rappresenta l’intensità sismica valutata in base agli effetti e ai danni prodotti dal terremoto. Essa dipende da diversi fattori tra i quali la tipologia e la qualità delle costruzioni.
La magnitudo, invece, esprime la grandezza dei terremoti secondo una scala relativa. Esistono diverse scale di magnitudo la maggior parte delle quali basate sul logaritmo dell’ampiezza di un determinato tipo di onda sismica. Tuttavia per piccoli eventi sismici locali, come sono generalmente quelli che si registrano nelle aree vulcaniche, si usa spesso la Magnitudo durata (Md) basata sul logaritmo della durata dell’evento sismico. Nel calcolo della magnitudo si applicano dei fattori di correzione per la distanza tra il sismometro e l’area sorgente del terremoto e per fattori locali dell’area in cui si trova la stazione sismica.

Qual è la definizione di Magnitudo?

La magnitudo è un parametro utilizzato per esprimere la grandezza dei terremoti secondo una scala relativa. Esistono diverse scale di magnitudo la maggior parte delle quali basate sul logaritmo dell’ampiezza di un determinato tipo di onda sismica. Tuttavia per piccoli eventi sismici locali, come sono generalmente quelli che si registrano nelle aree vulcaniche, si usa spesso la Magnitudo durata (Md) basata sul logaritmo della durata dell’evento sismico. Nel calcolo della magnitudo si applicano dei fattori di correzione per la distanza tra il sismometro e all’area sorgente del terremoto e per fattori locali dell’area in cui si trova la stazione sismica.

Formula per il calcolo della Magnitudo durata:

Md=A*Log(t)+B*d+C
t = durata dell’evento
d= distanza ipocentro-stazione
A,B,C = parametri di correzione

E’ possibile prevedere i terremoti?

Cosa vuol dire in questo caso la parola “prevedere”? Si vuole qui intendere anno, mese, ora, luogo e magnitudo di una futura scossa di terremoto? In tal caso, gli americani, ad esempio, userebbero il termine “prediction”. Il termine “forecast” indica invece una previsione approssimativa che ci dice intervalli di tempo, di spazio e di magnitudo entro i quali si può verificare con maggiore probabilità della media un evento sismico. Val la pena di fare questa premessa perchè possiamo ora rispondere alla domanda. La risposta è no, quando intendiamo previsioni del primo tipo. La risposta non può essere un “no” deciso nel secondo caso. Numerosi sono i precursori sismici, ossia quelle anomalie di alcuni parametri geofisici, osservate prima di alcuni terremoti. Un esempio di anomalia potrebbe essere una quiescenza sismica ovvero l’assenza di terremoti per un determinato periodo di tempo in un’ area considerata sismica. Studi per l’identificazione di precursori sismici sono condotti anche in Italia, grazie alla collaborazione con esperti di altri paesi dove questo tipo di metodologia è già collaudata. Si tratta comunque di previsioni approssimative che non possono essere utilizzate per dare un allarme alla popolazione. Altri esempi di precursori sismici sono la variazione inconsueta della velocità delle onde sismiche, variazioni nel contenuto di gas radon nelle acque di pozzi profondi, mutamenti nel livello delle acque di fiumi e di laghi, movimenti crostali.

Oltre ai fenomeni cosiddetti precursori pè anche possibile attraverso l’ individuazione delle aree sismogenetiche, lo studio della loro sismicità storica e recente, dell’assetto tettonico e geologico, definire la pericolosità sismica del territorio in base alla quale adottare adeguate misure di prevenzione che possano ridurre gli effetti dei terremoti.

E’ vero che ultimamente il numero di terremoti è in aumento?

Sebbene possa sembrare che ultimamente nel mondo si verifichino più terremoti, uno dei principali centri sismologici internazionali, il National Earthquake Information Center (NEIC) del servizio geologico degli Stati Uniti (USGS), fa sapere che il numero di terremoti di magnitudo 7.0 o maggiori è rimasto quasi costante durante tutto questo secolo. Addirittura, i dati sembrano mostrare una lieve diminuzione negli ultimi anni. Allora perchè ci viene continuamente chiesto se ci sia stato un incremento della sismicità mondiale? Una spiegazione può essere quella che con l’aumento di stazioni sismiche si è in grado di registrare più terremoti. Il miglioramento nelle comunicazioni inoltre permette di trasmettere più velocemente i dati. Nel 1931, c’erano all’incirca 350 stazioni. Oggi ben 4000 in tutto il mondo. Va tenuto conto inoltre dell’enorme incremento di mezzi di comunicazione e di informazione. Oggi la popolazione è più informata sui terremoti di quanto lo fosse in passato. In Italia l’espansione della Rete Sismica Nazionale Centralizzata ha consentito nel corso degli anni di migliorare l’accuratezza delle localizzazioni dei terremoti e di aumentare il numero dei terremoti registrati.

I terremoti sono più forti adesso che in passato?

Anche questa è una nostra impressione. Semmai sono gli effetti di un terremoto ad essere molto più marcati che in passato. Questo perchè, sebbene si siano acquisite tecniche per costruire edifici più saldi e resistenti, con l’aumento della popolazione nelle aree a rischio è aumentato anche il numero degli edifici.

I terremoti che avvengono in regioni diverse della nostra penisola sono in qualche modo correlati?

Può capitare che nella stessa giornata si verifichino due scosse in regioni differenti della nostra penisola. Nel corso del recente terremoto umbro marchigiano si sono avute scosse anche nel Friuli, nelle Dolomiti, in Alto Adige, nel Bellunese e nella Sicilia orientale. Queste scosse però rientrano nella normale attività sismica del nostro paese e probabilmente se non ci fosse stato l’evento umbro a catalizzare l’interesse esse sarebbero passate inosservate. E’ palese che su molte decine di eventi di M>4.0 all’anno, alcuni di essi possono casualmente avvenire lo stesso giorno.

I terremoti e il clima sono correlati?

Assolutamente no. I terremoti avvengono all’interno del pianeta. I venti, le precipitazioni e la temperatura riguardano soltanto la superficie terrestre. I terremoti si verificano a prescindere dalle condizioni atmosferiche, in tutte le zone climatiche, in tutte le stagioni dell’anno e a qualsiasi ora della giornata.

Può la terra aprirsi nel corso di un terremoto?

Spaccature superficiali sulla terra possono verificarsi a causa di un terremoto. Le faglie comunque non si aprono durante un terremoto. I movimenti della crosta terrestre avvengono lungo i piani di faglia e non perpendicolarmente a essi. Se le faglie si aprissero non ci sarebbero più frizioni e quindi neanche più terremoti.

Qual è il terremoto più forte mai registrato in tutto il mondo? e in Italia?

A detenere questo primato è il Cile a causa di un terremoto di magnitudo 9.5 verificatosi nel 1960. Nonostante l’elevata magnitudo il numero di morti fu esiguo e gli effetti non furono molto disastrosi. Per trovare il terremoto più distruttivo dobbiamo trasferirci in Cina, a Tangshan, dove un terremoto causo’ 655.000 morti nel 1976.

In Italia, si presuppone che il terremoto che abbia liberato più energia, alla pari di quello di Messina del 1908, sia quello del 5 dicembre 1456. Questo terremoto interessò una vastissima area dell’Appennino meridionale, comprendente il Sannio, il Matese e l’Irpinia settentrionale causando circa 30.000 morti. Una cifra considerevole, se si pensa che a quei tempi quelle aree erano scarsamente abitate. Il terremoto più distruttivo in Italia è stato quello di Messina del 1908. Ebbe una magnitudo pari a 7.1, equivalente a quella del terremoto suddetto, causando però circa 80.000 vittime.

Quanti terremoti si verificano in media nell’arco di un anno nel mondo? E in Italia?

La stima fornita da uno dei principali centri sismologici internazionali, il National Earthquake Information Center (NEIC) del servizio geologico degli Stati Uniti (United States Geological Survey), è di diversi milioni di terremoti che accadono nel mondo ogni anno. Molti di questi terremoti non sono percepiti dall’uomo in quanto avvengono in aree remote o sono di magnitudo così piccola da non poter essere avvertiti, ma solo registrati dai sismometri. Il NEIC localizza dai 12000 ai 14000 terremoti ogni anno. Di questi circa 60 sono classificati come significativi ossia in grado di produrre danni considerevoli o morti e circa 20 sono quelli di forte intensità, con magnitudo superiore a 7.0.

In Italia l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, mediante l’analisi delle registrazioni della Rete Sismica Nazionale Centralizzata (RSNC), localizza dai 1700 ai 2500 eventi di magnitudo pari o superiore a 2.5 ogni anno. Dalla figura seguente, nella quale è riportato il numero di eventi registrato annualmente dal 1984 al 1997, è possibile osservare il forte incremento riscontrato nel 1997 a causa della sequenza dell’appennino Umbro Marchigiano

Dalla analisi della sismicità storica è emerso che in media in Italia ogni cento anni si verificano più di cento terremoti di magnitudo compresa tra 5.0 e 6.0 e dai 5 ai 10 terremoti di magnitudo superiore a 6.0. Di seguito sono riportati i terremoti di magnitudo pari o superiore a 6.5 verificatisi nell’ultimo secolo.

I forti terremoti del secolo scorso (M>6.5)

  • 8/9/1905 Calabria M=6.8 I=X 557 vittime
  • 28/12/1908 Calabro Messinese M=7.1 I=XI 80.000 vittime
  • 13/1/1915 Avezzano M=6.9 I=XI 33.000 vittime
  • 23/7/1930 Irpinia M=6.7 I=X 1.404 vittime
  • 6/5/1976 Friuli M=6.6 I=X 965 vittime
  • 23/11/1980 Irpinia-Basilicata M=6.8 I=X 3.000 vittime

Quanto dura un terremoto?

La durata della percezione di un terremoto dipende dalla magnitudo dell’evento, dalla distanza dell’epicentro e dalla geologia del suolo sul quale ci si trova. Lo scuotimento in un sito costituito da sedimenti incoerenti può durare tre volte di più che in un sito compatto. Nel caso in cui il sisma sia avvertito all’interno di un edificio, l’altezza dello stabile e la tipologia edilizia influenzano fortemente l’intensità e la durata della percezione dell’evento. In genere i terremoti di bassa intensità sono percepiti per pochi secondi mentre i forti lo sono per meno di un minuto.

Si possono causare i terremoti? Si possono evitare?

Alcune attività antropiche quale ad esempio lo sfruttamento di giacimenti sotterranei o la realizzazione di imponenti opere ingegneristiche quali la costruzione di dighe possono causare un’attività sismica, in genere poco intensa, indotta dall’uomo. Tra i più forti terremoti ritenuti indotti possiamo ricordare i seguenti:

  • Uno dei casi più distruttivi di sismicità indotta da bacini artificiali in Cina si è verificato nel 1962 ed è noto come terremoto di Xinfengjiang. La Magnitudo stimata fu pari a Ms=6.1.
  • La diga di Konya vicino Poona, in India, quasi collassò quando nel 1967 venne interessata da un terremoto di M=6.5, provocando un numero significativo di morti.
  • Nel 1981 si è verificato un terremoto di M=5.3 localizzato a circa 50 km dalla diga di Assuan che circa sei anni prima raggiunse il suo livello massimo.

Al contrario, le esplosioni nucleari sotterranee non sembrano poter causare terremoti indotti rilevanti. L’energia che viene generata durante l’esplosione si dissipa molto velocemente sulla superficie terrestre. I terremoti non possono essere evitati. Essi sono l’espressione dei processi tettonici che avvengono nel nostro pianeta e che non sono comparabili con la vita dell’uomo né su scala temporale né riguardo alle forze che mettono in gioco. Se non possiamo evitare i terremoti possiamo fare in modo che la nostra vulnerabilità ad essi diminuisca attuando delle misure preventive.