venerdì 27 gennaio 2012

Qual'è la magnitudo dei terremoti nel Parmense?

I terremoti di questo pomeriggio e della mattina dell'altro ieri hanno scatenato in molte persone che li hanno avvertiti la pericolosa tendenza al toto-magnitudo.
E' bene ricordare che la magnitudo è una grandezza adimensionale che è stata introdotta per misurare quanto è forte un terremoto alla sorgente, e quindi non può essere rilevata senza una oportuna strumentazione. Gli effetti percepiti dall'uomo vengono misurati dalle scale di intensità macrosismica, e si tratta quindi di una misura locale e non globale del terremoto. L'intensità percepita dipende dalla disanza ipocentrale (ovvero quanto lontano e quanto profonda è la sorgente del terremoto), dalla propagazione, attenuazione e amplificazione delle onde sismiche e non ultimo dalla posizione dell'osservatore (all'aperto o inun edificio, a quale piano, in piedi o seduto, ecc.). In nessun modo una singola persona può stabilire la magnitudo di un terremoto basandosi solo sulla sua percezione.
L'INGV ha assegnato una magnitudo di 4.9 al terremoto del 25.01 e di 5.4 a quello di oggi.
Se guardiamo le due registrazioni dei diversi terremoti a uno stesso strumento abbastanza lontano da entrambi perchè la distanza tra i due epicentri sia trascurabile (la stazione sismica di Matera) si vede molto bene che quello di oggi è decisamente più grande.


mercoledì 25 gennaio 2012

Domande e risposte sui terremoti in Pianura Padana

A seguito dei terremoti di oggi in Pianura Padana ho ricevuto diverse domande, che riporto qui in ordine sparso.

D. I terremoti del Veronese e del Reggiano sono collegati?

I terremoti sui due margini della pianura padana sono stati generati da due sorgenti distinte, di cui quella sul margine meridionale è molto più profonda. Tuttavia si possono pensare come dovuti ad un unica causa, la spinta dell'Africa verso l'Europa che tende a comprimere la regioni attorno all'Adriatico e la Pianura Padana. Se potessimo togliere i depositi  alluvionali che rendono piatta la pianura, vedremmo un paesaggio movimentato con gli Appennini e le le Prealpi che proseguono verso il centro della valle (una bella descrizione geologica della pianura padana in relazione ai terremoti si può scaricare  a questo link).
Per visualizzare la convergenza tra le Alpi e gli Appennini guardiamo la figura qui sotto:


Sono due postazioni che misurano gli spostamenti mediante GPS di precisione. La stazione Brasimone nell'apppennino bolognese si sposta verso Nord di quasi 2 mm l'anno. La stazione di Teolo sui Colli Euganei si sposta di solo un millimetro per anno. La differenza, per quanto possa sembrare piccolissima è il motore dei terremoti in pianura padana, dove il millimetro di avvicinamento diventa 1 metro ogni mille anni, più che sufficiente per causare terremoti anche forti.


D.  Sono frequenti i terremoti in Pianura Padana?

I terremoti più forti e distruttivi sono estremamente rari in Pianura Padana, ma se ne sono verificati alcuni in passato. I terremoti come quello di oggi sono decisamente più frequenti. Se prendiamo una città come Parma, da quando abbiamo notizie storiche continue ed attendibili (diciamo dall'inizio del 1800) si risente una intensità come quella odierna in media una volta ogni 5 anni.
0gni quanto tempo si “accende” la sorgente di un terremoto? Se il comportamento fosse quello delle vecchie luci ad intermittenza dell'albero di Natale, periodico e regolare, guardando per pochi minuti una lampadina potremmo imparare subito per quanto sta accesa e per quanto sta spenta, e tutte le altre sul filo seguirebbero la stessa regola. Purtroppo il terremoto è come un filo di luci natalizie di ultima generazione aggrovigliato su se stesso. A volte lampeggiano regolari ma poco dopo sembrano impazzire: non riusciamo a capire ogni quanto tempo si accende una singola lampadina e non capiamo neanche se quando se ne accende una poi si accenderà quella più vicina oppure un'altra. Possiamo fissare una singola lampadina e contare quante volte si accende in 5 minuti. Avremo così una idea del tempo medio che passa tra due  accensioni. Lo stesso avviene per i terremoti, ma ricordiamo che "in media" non vuole dire che l'ultimo terremoto forte si è sentito 5 anni fa e che aspetteremo 5 anni per il prossimo. A volte ci sono periodi quieti più lunghi, a volte i terremoti si addensano come è successo tra Parma e Reggio tra il 1831 ed il 1832, quando ci sono stati 4 terremoti tutti uguali o anche molto più forti di quello odierno in soli 2 anni.  La media per quel periodo è passata da 5 a 0,5 anni. Ecco perchè è impossibile prevedere esattamente quando ci sarà il prossimo e quanto sarà grande.

D. Perchè il terremoto di oggi si è sentito così forte? La sabbia non dovrebbe attenuare il terremoto più della roccia?

Per quanto sembri strano, avviene esattamente il contrario. Il senso comune ci farebbe pensare che una casa sulla sabbia stia su di un  materasso messo lì apposta per attutire l'urto del terremoto. Questo è in parte vero, i terreni sciolti attenuano le onde più della roccia, ma i terreni hanno una proprietà contrastante che la roccia non ha: amplificano alcune frequenze del terremoto. Come è possibile che un materiale amplifichi più di quanto attenui?
Pensiamo ad un automobilista che guida a velocità costante con i finestrini aperti: sentirà un certo livello di rumore che rimane uguale. Se però entra in una galleria il rumore percepito diventa molto più forte. Cosa è successo? Il rumore generato dal motore a regime di giri costante non è aumentato, ma le onde sonore rimangono intrappolate nella galleria rimbalzando sulle pareti, ed anziché disperdersi lontano tornano nell'abitacolo.
Quello che amplifica le onde sismiche non è la maggiore o minore “durezza” del terreno ma è il fatto che un terreno soffice sia a contatto con terreni più rigidi o con roccia che come le pareti di un tunnel imprigiona le onde nei suoli soffici e non le fa allontanare. A peggiorare la situazione contribuisce poi il fatto che i terreni meno rigidi a seguito di un terremoto possono trasformarsi in sabbie mobili (liquefazione) , o se sono in pendenza possono dare il via alle frane.

D. Il terremoto di oggi è stato più forte di quanto previsto dalla normativa sismica?

Le accelerazioni registrate oggi (vedi questo link) sono state al massimo pari a 0.035 g (un trecentesimo dell'accelerazione di gravità),  ovvero tra un terzo ed un quinto di quanto la normativa antisismica prevede per l'area.

 E concludo con un intervista apparsa oggi sui giornali.

lunedì 23 gennaio 2012

The seismic wake of "Costa Concordia" (Updated)

The impact of the ship "Costa Concordia" with the rocks of the island of Giglio has produced seismic waves that were recorded by the INGV seismic station MAON located on Monte Argentario.
The distance between the rocks and MAON is 18 km. The seismic waves arrive at the seismometer at 21:45 '10 "Italian time. Considering a propagation speed of 5 km / s, the time indicated conventionally at 21:45 for the impact is confirmed to within a few seconds (note the hours indicated in the graph below the International Convention UTC).
Performing an S-transform analysys of the signal it is possible to note that the source energy is concentrated in 6.5 seconds in the frequency range 6.5-9.0 Hz. .


An enlargement of the figure above sows that another main pulse is visible at about  7 s after the first impact) with an energy content raised also in the 5 to 7 hz band, possibly related with the removal from the reef of a large boulder that remained stuck in the ship's hull.


Assuming thus a 7 second of impact time, and looking at the length of the gash in the hull (approx. 50 m), it is possible to confirm a speed at impact around 15 knots, as retrieved from GPS measurements.

Thanks are due to Paolo Augliera of INGV-MI, that noticed an error in the S-transform figure of the previous version of this post that is now corrected