misura dell'intensità dei terremoti

Intensità dei terremoti: la scala Richter e la magnitudo Mercalli

L'intensità dei terremoti viene misurata mediante due scale che corrispondono agli effetti del terremoto sul territorio (scala Mercalli) e all'energia liberata dal sisma (magnitudo Richter). La scala Mercalli , originariamente proposta da Giuseppe Mercalli nel 1902 è stata successivamente modificata e prende il nome di scala MCS (Mercalli, Cancani, Sieberg).Essa classifica gli effetti macroscopici sulle cose e sul territorio e i fenomeni avvertiti dalle persone. La magnitudo Richter (Ml) è misurata a partire dallo spostamento del terreno registrato dai sismografi, comparato allo spostamento prodotto da un terremoto campione in scala logaritmica, cosicché tra un grado Richter e il successivo lo spostamento del terreno aumenta di 10 volte, mentre, l'energia rilasciata dal sisma aumenta di circa 32 volte. La magnitudo Richter non è direttamente correlabile alla scala Mercalli, poiché gli effetti di un terremoto sull'ambiente non dipendono solo dall'energia liberata, ma anche dalla profondità del sisma e dalla struttura dei suoli e dei manufatti. Per i terremoti più intensi si utilizza la magnitudo del momento sismico (Mw) che si esprime in scala logaritmica a partire dal momento sismico. La scala Mw è stata definita in maniera tale da coincidere con la scala Richter per i terremoti inferiori a magnitudo 6-7. Scala Mercalli La scala Mercalli è una scala che misura gli effetti di un terremoto sulle persone o sulle cose. Deriva dal nome di Giuseppe Mercalli, sismologo e vulcanologo famoso in tutto il mondo, che nel 1902 espose alla comunità scientifica la sua prima scala formata però da 10 gradi. Successivamente due sismologi americani (Wood e Neumann) modificarono la scala Mercalli aggiungendo 2 gradi. La scala Mercalli misura l'intensità di un terremoto, cioè i suoi effetti sui manufatti. Due terremoti di magnitudo diversa possono avere lo stessa intensità, se per esempio hanno ipocentri posti a differenti profondità, oppure si verificano in zone con una diversa antropizzazione. L'esempio classico è quello del terremoto di altissima magnitudo che però avviene in mezzo al deserto, dove non ci sono costruzioni e che potrà avere intensità minore (quindi un Grado Mercalli inferiore) rispetto ad un altro, di magnitudo inferiore che però avviene in una zona rurale densamente abitata, dove le costruzioni non sono antisismiche. 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 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 VII fortissima Tutti fuggono all'aperto, danni trascurabili a edifici di buona progettazione e costruzione, da lievi a moderabili per strutture ordinarie ben costruite; avvertito da persone alla guida di automobili VIII rovinosa Danni lievi a strutture antisismiche; crolli parziali in edifici ordinali; caduta di ciminiere,monumenti e colonne; ribaltamento di mobili pesanti, variazioni dell'acqua nei 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 calamitosa Distruzione della maggior parte delle strutture in muratura; notevole fessurazione del suolo; rotaie piegate; frane notevoli in argini fluviali o ripidi pendii XI catasrofica 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 Scala Richter La Scala Richter (o, più correttamente, la scala ML della magnitudo locale sviluppata da Charles Richter nel 1935) è un sistema usato per la valutazione dell'intensità di un terremoto. A differenza della Scala Mercalli, la scala Richter non si basa su valutazioni empiriche e quindi su effetti provocati o sensazioni: essa non ha divisioni in gradi. La valutazione dell'energia liberata dal terremoto esaminato è confrontata con un indice, chiamato magnitudo, calcolato rapportando il logaritmo in base dieci dell'ampiezza massima di una scossa e paragonato al logaritmo di una scossa campione. Lo zero della scala equivale ad una energia liberata pari a 1 chilogrammo di dinamite, o circa 4*106 J. In pratica la scala non fa altro che paragonare l'energia liberata dal sisma a un'equivalente ed ipotetica esplosione di dinamite nel sottosuolo. Sviluppata nel 1935 da Charles Richter in collaborazione con Beno Gutemberg, entrambi del California Institute of Technology, la scala era stata elaborata originariamente solo per essere usata in una particolare area della California, e solo su sismogrammi registrati da uno strumento particolare, il sismografo a torsione di Wood-Anderson. Richter usò inizialmente valori arrotondati al più vicino quarto di magnitudine, ma in seguito si usarono i decimi di magnitudine. L'ispirazione per questa tecnica fu la scala delle magnitudini apparenti usata in astronomia per descrivere la luminosità delle stelle e di altri oggetti celesti. Richter scelse arbitrariamente una magnitudine zero per un terremoto che mostri uno spostamento massimo di un micrometro sul sismografo di Wood-Anderson, se posto a 100 km di distanza dall'epicentro del terremoto, cioè più debole di quanto si potesse registrare all'epoca. Questa scelta permetteva di evitare i numeri negativi, perlomeno con gli strumenti dell'epoca. La scala Richter però non ha alcun limite inferiore o superiore, e i sismografi moderni, molto più sensibili, registrano normalmente terremoti con magnitudini negative. Il problema maggiore della scala Richter è che i valori sono solo debolmente correlati con le caratteristiche fisiche della causa dei terremoti. Inoltre, vi è un effetto di saturazione verso le magnitudini 8,3-8,5, dovuto alla legge di scala dello spettro dei terremoti, a causa del quale i tradizionali metodi di magnitudine danno lo stesso valore per eventi che sono chiaramente differenti. All'inizio del 21° secolo, la maggior parte dei sismologi considera le tradizionali scale di magnitudini obsolete, e le ha rimpiazzate con una misura chiamata momento sismico, più direttamente relazionata con i parametri fisici del terremoto. Nel 1979 il sismologo Hiroo Kanamori, anch'egli del California Institute of Technology, propose la Moment Magnitude Scale (MW), grazie alla quale e' possibile esprimere il momento sismico in termini simili alle precedenti scale di magnitudo. La magnitudo non va confusa con l'intensità. Tali scale, come la Rossi-Forel la scala Mercalli, sono usate per descrivere gli effetti del terremoto. L'intensità dipende dalle condizioni locali (presenza e tipo di costruzioni, distanza dall'epicentro, etc.) e non è una misura della grandezza di un terremoto. Per esempio, un terremoto di uguale magnitudo può avere intensità diversa se avviene in pieno deserto (dove nessuno può avvertirlo), oppure in un centro abitato (dove può provocare danni e vittime). Eventi con magnitudo di 4,5 o più grande sono abbastanza forti da essere registrati dai sismografi di tutto il mondo. I terremoti più grandi registrati sono di magnitudo 8 o 9 ed avvengono con frequenza di circa uno all'anno. Il più grande mai registrato avvenne il 22 maggio 1960 in Cile, ed ebbe una magnitudo (MW) di 9,5. La magnitudo di un terremoto misurata dalla scala Richter. Magnitudo  Effetti sisma Meno di 3.5 Generalmente non sentita, ma registrata 3.5 - 5.4 Spesso sentita, ma raramente causa di danni Sotto 6.0 Al massimo lievi danni a solidi edifici 6.1 – 6.9 Può arrivare ad essere distruttiva in aree di quasi 100 km, attraversando anche zone abitate 7.0 – 7.9 Terremoto maggiore. Causa seri danni su grandi aree 8 o maggiore Grande terremoto. Può causare seri danni su vaste aree di svariate centinaia di km