I Terremoti
Un terremoto, o sisma, è un'improvvisa vibrazione del terreno prodotta da una brusca
liberazione di energia e tale energia si propaga in tutte le direzioni (come una sfera) sotto forma di onde. Ma cos'è questa energia? Beh è come immaginare di avere tra le mani un bastone di legno: se si inizia a piegare esso offre una resistenza al piegamento che si esprime sotto forma di energia elastica; le rocce si comportano nello stesso modo: cioè se una porzione di roccia inizia a deformarsi, essa offrirà una certa resistenza (che cambia a seconda del tipo di roccia), ma quando le forze che tengono insieme la roccia vengono superate da quelle che le deformano allora questa si spezza e si ha un brusco spostamento delle due parti che rilasciano l'energia che avevano accumulato durante la deformazione e ritornano in uno stato indeformato. Lo spostamento avviene sia verticalmente che orizzontalmente Di solito queste rotture, ed i conseguenti spostamenti, si hanno lungo linee preferenziali chiamate faglie, e il punto preciso da cui si propaga il terremoto è detto ipocentro, mentre lo stesso punto, portato in verticale sulla superficie terrestre, si chiama epicentro. Ma cosa sono queste faglie? Una faglia è sostanzialmente una frattura nel terreno, profonda anche vari chilometri, lungo la quale avvengono i movimenti del terreno. Infatti una faglia non è altro che una linea di minore resistenza della roccia sottoposta a pressioni e quindi la rottura avviene sempre lungo questa linea.
Esistono vari tipi di faglie anche molto diverse tra loro, ma tutte hanno in comune il fatto che
lungo quella linea si ha un movimento relativo delle rocce. Interessante è il caso della famosa faglia di S.Andreas che corre lungo la costa Ovest degli Stati Uniti. Questa è un tipo di faglia trascorrente, cioè i movimenti del terreno avvengono sempre sul piano orizzontale, (ad esempio un lato va verso Nord mentre l'altro va verso Sud) e lentamente sta avvicinando la città di Los Angeles a quella di S.Francisco alla velocità di circa 2 centimetri all'anno. Questo può sembrare un numero molto piccolo, ma in realtà se pensiamo in tempi geologici (milioni di anni) questo movimento è velocissimo. Ma torniamo ai nostri terremoti: abbiamo detto che questi si originano perché ad un certo punto la roccia si rompe lungo una faglia, in profondità, e rilascia tutta l'energia che aveva accumulato per resistere al movimento. Questa energia si disperde nel terreno dall'ipocentro in tutte le direzioni in forma di onde (in parte anche sotto forma di calore) che possono essere: onde di volume, cioè che coinvolgono un volume e quindi in questo caso la terra stessa, e le onde di superficie che si propagano solo sulla superficie della terra.Le onde di volume si possono ulteriormente dividere anche in onde P cioè primarie (chiamate anche longitudinali), quelle che arrivano per prime e quindi quelle che viaggiano all'interno della terra con la velocità più alta (dell'ordine dei 6 chilometri al secondo) e sono anche diverse per il modo di viaggiare nel terreno.
Teoria del
rimbalzo elasticoLo scuotimento del suolo è spiegato tramite la teoria
del rimbalzo elastico, secondo la quale le rocce, sottoposte a forze
compressive, per un certo periodo si comportano da corpi elastici deformandosi
impercettibilmente senza spostarsi; superato il carico di rottura,
cioè la capacità di resistenza, la roccia si spezza oppure, se c'è una faglia,
si spostano i due blocchi in modo improvviso, liberando istantaneamente tutta
l'energia accumulata e producendo vibrazioni che sperimentiamo come terremoto.Il Ciclo SismicoIl processo che osi ripete
sistematicamente tra un terremoto ed il successivo si chiama ciclo sismico e
comprende 4 stadi.Stadio intersismico. In questo periodo si accumula l'energia elastica per
l'azione di forze tettoniche.
Earthquakes
An earthquake, or earthquake, is a sudden ground vibration produced by a sudden release of
energy and this energy propagates in all directions (as a sphere) in the form of waves.But what is this energy? Well as you imagine to have in my hands a wooden stick: if you start to bend it gives a resistance to bending which is expressed in the form of elastic energy; rocks behave in the same way: that is, if a portion of the rock begins to deformed, it will offer some resistance (which varies depending on the type of rock), but when the forces that hold together the rock is exceeded by those that deform then it breaks and there is a sudden movement of the two parts that issue the 'energy that had accumulated during deformation and return to the undeformed state. It moves both vertically and horizontally.Usually these breaks, and the consequent movement, there are long lines preferential called faults, and the precise point from which propagates the earthquake hypocenter said, while the same point, carried vertically on the surface of the earth is called the epicenter. But what are these faults? A fault is essentially a fracture in the soil, even several kilometers deep, along which occur the ground motions. In fact, a fault is nothing but a line of least resistance of the rock under pressure and then the rupture always occurs along this line.There are various types of faults also very different from each other, but all have in common the fact that along that line there is a relative movement of the rocks. Interesting is the case of the famous S.Andreas Fault that runs along the west coast of the United States. This is a type of transcurrent fault, ie the ground motions always occur on the horizontal plane, (for example a side goes towards North while the other goes to the South) and slowly approaching the city of Los Angeles to that of S.Francisco at a speed of about 2 inches per year. This may seem a very small number, but in reality if we think in geological time (millions of years) this movement is very fast.But back to our earthquakes: we said that these arise because at some point the rock breaks along a fault, in depth, and release all the energy that had accumulated to resist movement. This energy is dispersed in the soil from the hypocenter in all directions in the form of waves (in part also in the form of heat) that may be: volume waves, ie involving a volume and thus in this case the earth itself, and surface waves that propagate only on the surface of terra.Le volume waves can be further divided also in P waves namely primary (also called longitudinal), those who arrive first, and then those traveling within the earth with the speed higher (of the order of 6 km per second) and are also different in the way we travel in the ground.
Elastic rebound theory
The shaking of the soil is explained through the theory of elastic rebound, according to which the
rocks, subjected to compressive forces, for a certain period they behave like elastic bodies move without deforming imperceptibly; exceeded the tensile strength, ie the ability of resistance, the rock is broken, or if there is a fault, they move the two blocks suddenly, instantly releasing all the stored energy and producing vibration we experience as an earthquake.
Seismic Cycle
The process repeats dare systematically between an earthquake and the next is called the
seismic cycle and includes 4 stages.
Intersismico stage. In this period accumulates elastic energy for the action of tectonic forces.
Presismico stage. The deformation of the rock reaches the critical level of resistance by producing
variations of the physical characteristics of the rock itself.
Coseismic stage. It has the earthquake with release of elastic energy in the form of heat and
relative movement of rock blocks.
Postsismico stage. Aftershocks bring the area to a new equilibrium.
The Seismic waves
Hypocenter originate seismic waves, ground vibrations which radiate in all directions, for this are called volume waves. These waves, in turn, are divided into P waves and swell S.
The P waves, waves first longitudinal very fast (7-13 km / s), are produced by the oscillation of the rock in the same direction of propagation, causing changes in volume and shape. They cross both fluids and solids that are responsible for the deep rumble that you hear at the beginning of the earthquake.
The S waves, waves second transverse slower of the preceding (4-7 km / s), have the oscillation direction perpendicular to the direction of propagation and modify only the shape of the rock. They do not propagate in fluidi.Quando the volume waves reach the surface give rise to other sull'epicentro slow waves (3 km / s), the surface waves, these also divided into two categories.
R-waves (Reyleigh) oscillate perpendicular to the ground, such as sea waves, producing elliptical movements of the ground in planes oriented in the same direction of propagation of the wave.
The waves L (Love) oscillate transversely to the direction of propagation (some authors indicate that L waves, long, superficial ones together).
Surface waves are much slower than before, but they are responsible for the damage caused by the earthquake. Can travel long distances and make even more times around the Earth.
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giovedì 8 novembre 2012
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