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I tracciati sismici si ottengono grazie a particolari sensori in grado di registrare i movimenti tellurici. I sensori possono essere di tipo diverso, ma si basano pressoché tutti sul principio del pendolo. I sensori possono essere a pendolo verticale, a membrana o a braccio orizzontale. I sensori a pendolo verticale generalmente possiedono una sensibilità di circa 2000/2500 Km., diversamente i sensori a braccio orizzontale riescono a registrare sommovimenti tellurici, di tutto il pianeta purché questi siano superiori almeno al 5° grado della scala Richter, ovvero di magnitudo 5. I sensori a membrana, chiamati anche geofoni, invece sono particolarmente sensibili ai movimenti tellurici locali. I sensori, per ogni postazione generalmente in numero di almeno tre, sono posizionati l'uno perpendicolare all'altro, in modo da percepire le onde provenienti dalla direzione Est-Ovest e Nord-Sud, l'ultimo sensore percepisce i movimenti verticali. I terremoti quindi possono diventare “visibili” attraverso la memorizzazione dei tracciati dei sensori su registrati su carta o supporto magnetico assistito da computer. Mediante questo metodo é quindi possibile studiare le caratteristiche principali delle onde sismiche rilevate.

Le onde sismiche che giungono ai sensori dei sismografi sono principalmente di quattro diversi tipi:

  1. le onde P o primarie – sono quelle onde che partendo direttamente dall'ipocentro, raggiungono per prime i sensori attraversando gli strati profondi della crosta terrestre e pertanto riescono a viaggiare ad una velocità superiore rispetto alle altre onde emesse. Queste onde viaggiano comprimendo e dilatando le rocce che attraversano;
  2. le onde S o secondarie – sono quelle che raggiungono il sensore dopo un certo periodo di tempo dipendente dall'ipocentro del sisma. A differenza delle onde primarie, che comprimono e dilatano, si muovono con un movimento simile al movimento di una frusta. Viaggiano più lentamente rispetto alle onde primarie e perciò confrontando i tempi di arrivo tra le onde primarie e le onde secondarie è possibile determinare la distanza del sensore dall'epicentro;
  3. le onde di Love - sono onde che si muovono sugli strati superficiali della crosta terrestre e quindi vengono attenuate in modo più o meno evidente a seconda del tipo di terreno sul quale si trasmettono;
  4. le onde di Rayleight – sono onde che generano un movimento di scuotimento facendo ruotare l'intero globo con moto ellittico. La loro conformazione ricorda le onde provocate da un sasso su uno specchio d'acqua.

 

 

 

 

Fig. 26 – Schematizzazine delle onde sismiche

 

 

Immagine tratta da:

I terremoti - Zanichelli

 

 

 

 

 

 

Le onde sismiche sopra descritte non sono facilmente individuabili sui normali tracciati sismici, in quanto questi descrivono i movimenti come somma degli affetti dei vari tipi di onda. Generalmente è possibile determinare facilmente solo le onde primarie e le secondarie.

Le onde sismiche si propagano all'interno della Terra con modalità e percorsi diversi. Esistono pertanto delle zone del globo, in particolare una fascia ad anello posta nella relativa vicinanza degli antipodi, rispetto al punto di epicentro del sisma, che le onde primarie non riescono a raggiungere. Questa zona ad anello viene chiamata zona d'ombra delle onde P (primarie).

Fig. 27 – Direzione di diffusione delle onde sismiche

Le onde sismiche P o primarie causano un fenomeno di compressione e dilatazione del terreno che attraversano. Rilevando questi dati è possibile conoscere la direzione di provenienza del sisma.

Immagini tratte da:

Il Modello Friuli – Provincia di Udine

 

Da una postazione sismica è quindi possibile determinare la distanza della postazione dall'epicentro, interpolando i dati di tre postazioni relativamente distanti, è possibile individuare l'epicentro sovrapponendo i cerchi di distanza calcolati dalle basi.

Dallo studio dei primi movimenti registrati sui tracciati inoltre, è possibile comprendere se il terreno sul quale è posta la stazione sismica è sottoposto a compressione o trazione. Una parte dei terremoti infatti, è provocata dal rilascio di tensioni accumulate in corrispondenza di una trasforme, ovvero di una spaccatura della crosta terrestre lungo la quale le forze si accumulano tendendo a spostare le due placche di cui fanno parte, l'una in direzione opposta all'altra. Naturalmente questo moto è bloccato dall'attrito che si forma in corrispondenza della frattura. Superata la soglia dell'attrito, dal punto di epicentro accade che le forze in rilascio tendano a spingere la zolla, supponiamo verso nord. Quindi la parte di zolla posta a nord dell'epicentro sarà sottoposta a compressione, e la parte a sud dell'epicentro sarà sottoposta a trazione. Il sensore sismico posizionato parallelamente alla trasforme, registrerà quindi dei tracciati, dall'analisi dei quali sarà possibile determinare se il punto sul quale insiste il sensore è posizionato nel tratto di placca sottoposta a trazione o a compressione e quindi indirettamente indicando la direzione in cui si trova l'epicentro.

Fig. 28 – Direzione di diffusione delle onde sismiche

Le onde sismiche S o secondarie imprimono moti trasversali e si propagano con velocità inferiore alle P o primarie. Da ciò è possibile stabilire la distanza del terremoto dal sensore.

Immagini tratte da:

Il Modello Friuli – Provincia di Udine

 

Fig. 29 – Direzione di diffusione delle onde sismiche

Le onde sismiche L o di Love scuotono le fondazioni degliedifici causando gravi danni alle strutture.

Immagini tratte da:

Il Modello Friuli – Provincia di Udine

 

Fig. 30 – Direzione di diffusione delle onde sismiche

Le onde sismiche dette di Rauyleigh sono e più lente nel propagarsi.

Immagini tratte da:

Il Modello Friuli – Provincia di Udine

 

Il posizionamento dei sensori sismici è particolarmente importante nello studio delle onde sismiche. Essi devono essere posti in punti sufficientemente distanti da disturbi provocati da eventi estranei ai sismi. Per questo vengono privilegiate le postazioni scelte all'interno di grotte naturali, sufficientemente distanti da strade o da altre zone fonti di vibrazioni causate dall'attività umana. I sensori posizionati in superficie, dovrebbero preferibilmente essere posizionati in corrispondenza di strati saldi di roccia.

Per scopi amatoriali è possibile ovviare all'inconveniente, costruendo un solido parallelepipedo di calcestruzzo isolato, sul quale installare i sensori. Gli strati di terreno sottostanti ai sensori possono anch'essi contribuire in modo determinante allo studio dei tracciati. Strati di terreno deposizionale, o sedimentario, non uniformi come flysh, oppure ghiaiosi, tendono ad attenuare la trasmissione delle onde sismiche e a produrre rumore di fondo facilmente individuabile sui tracciati.

Fig. 30b – Un tracciato sismico

Esempio di un tracciato sismico rilevato dalla stazione di resia del FESN per un sommovimento con epicentro a Prato Carnico (UD)

Immagini tratte da:

Archivio del FESN

 

Analizzando le capacità di trasmissione e riflessione sismica di diversi tipi di terreno conosciuti, si è giunti a interpretarne la composizione mediante lo studio dei tracciati sismici indotti artificialmente mediante sistemi meccanici o esplosivi. Con questi metodi è possibile effettuare quelle che vengono chiamate prospezioni geosismiche. Le prospezioni geosismiche si utilizzano per determinare, oltre che la composizione del terreno in profondità laddove non è possibile l'uso di carotaggi, anche la presenza di particolari stratificazioni che possano indicare la possibile presenza di idrocarburi e quindi il prezioso petrolio.

 

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