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Scale sismiche e terremoti: Scala Mercalli e Scala Richter

Quali sono le scale sismiche principali?

Che cos'è l'intensità di un terremoto? Che differenza c'è tra la scala Mercalli e la scala Richter? E che cosa s'intende per magnitudo? Leggi questo articolo per trovare le risposte a tutti i tuoi dubbi!

L'energia delle onde sismiche è molto variabile; a volte i terremoti sono talmente violenti che provocano la distruzione di interi paesi, altre volte invece, consistono in vibrazioni così deboli da poter essere percepite solo da strumenti molto sofisticati. Continua a leggere per scoprire di più riguardo le due scale sismiche principali, la Mercalli e la Richter. In più, troverai anche alcune tabelle per facilitare la tua comprensione e la nostra utilissima mappa concettuale per studiare in modo facile e veloce. Non perdertele!


Le scale di intensità si basano sugli effetti dei terremoti

Per distinguere i terremoti a seconda della loro intensità, il sismologo Giuseppe Mercalli (1850-1914) propose nel 1902 una scala divisa in 10 gradi di intensità crescente (modificata nel 1931 e perfezionata infine nel 1956, quando fu portata a dodici gradi), basata sull'osservazione degli effetti causati da un evento sismico. 

[Scale sismiche: la scala Mercalli dell'intensità sismica]

GRADO

SCOSSA

DESCRIZIONE

I

strumentale

non avvertito

II

leggerissima

avvertito solo da poche persone in quiete

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; automobili ferme oscillano notevolmente

V

forte

avvertito praticamente da tutti, molti destati nel sonno; crepe nei rivestimenti, oggetti rovesciati

VI

molto forte

avvertito da tutti, spavento e fuga all'aperto; spostamento di mobili pesanti, caduta di intonaco e danni ai comignoli

VII

fortissima

difficile stare in piedi; danni trascurabili a edifici di buona costruzione, da lievi a moderati per strutture ordinarie; avvertito da persone alla guida di automobili

VIII

rovinosa

danni lievi a strutture antisismiche; crolli parziali in edifici ordinari; caduta di ciminiere, monumenti, colonne; ribaltamento di mobili pesanti; variazioni di portata e temperatura di sorgenti e pozzi

IX

disastrosa

danni a strutture antisismiche; edifici spostati rispetto alle fondazioni; fessurazione del suolo; rottura di cavi sotterranei

X

disastrosissima

distruzione della maggior parte delle strutture in muratura; gravi danni a ponti, dighe, argini; rotaie spiegate; grandi frane

XI

catastrofica

condutture sotterranee fuori uso; ampie fessure nel terreno

XII

grande catastrofe

danneggiamento totale; distorsione delle linee di vista è di livello; oggetti lanciati in aria

 

La scala Mercalli [vedi la tabella riportata sopra] ha però il difetto di essere legata a stime soggettive e a fattori non strettamente correlati con il sisma ed è insufficiente per la determinazione dell'energia sviluppata dal terremoto. L'intensità attribuita a un terremoto in base a questa scala è poco attendibile perché, come vedremo, i danni variano notevolmente in funzione della distanza dall'epicentro, della natura del terreno, della densità degli insediamenti umani e del tipo di materiali usati nella costruzione degli edifici.  

Per esempio, se il terremoto colpisce una zona dove gli edifici sono costruiti con criteri antisismici, dovrà avere un'intensità elevata per provocare danni alle fondamenta, mentre per causare lo stesso tipo di danni in costruzioni antiche o fatiscenti basterà un terremoto con intensità molto minore; in base alla scala Mercalli, però, entrambi i sismi risultano avere lo stesso grado. 

Per poter confrontare tra loro i terremoti è necessario quindi utilizzare una grandezza che sia indipendente dal livello di urbanizzazione e dal tipo di costruzioni.

La scala di magnitudo si ricava in base all'ampiezza dell'oscillazione registrata dai sismografi

La scala Richter, ideata nel 1935 da Charles Richter (1900-1985), del California Institute of Technology, è una scala di classificazione dei terremoti che dà un'indicazione al dell'energia rilasciata da un terremoto in base all'ampiezza delle onde sismiche registrate da un sismografo. Richter definì magnitudo l'unità di misura di questa scala. 

La magnitudo di un terremoto è l'esponente della potenza in base 10 della massima ampiezza dell'onda sismica misurata con un sismografo standard (Wood-Anderson) a una distanza di 100 km dall'epicentro del sisma. 

A un terremoto che genera sul sismogramma un'ampiezza d'onda di 1 µm (1 micrometro equivale a 10⁻⁶ m) a 100 km dall'epicentro si attribuisce magnitudo M = 0; a un terremoto che provoca un'ampiezza d'onda di 10 µm si attribuisce magnitudo M = 1 e così via fino a M = 9. 

A ogni aumento di unità della magnitudo corrisponde un aumento di ampiezza delle onde sismiche di 10 volte superiore e un aumento di energia sismica di 32 volte superiore rispetto a quello della magnitudo precedente. Un terremoto di magnitudo 9 non sviluppa quindi un'energia 9 volte maggiore di un di un evento di magnitudo 1, bensì libera un'energia di molti milioni di volte superiore a questo [vedi la tabella riportata sotto]

[Magnitudo e frequenza dei terremoti]

MAGNITUDO RICHTER

NUMERO MEDIO PER ANNO

ENERGIA EQUIVALENTE

EFFETTI ALL'EPICENTRO

3,0

più di 50.000

piccolissime sensazioni

nessun danno

4,0

6.000

detonazione di 1000 tonnellate di esplosivo

sentito da parecchie persone

5,0

800

prima bomba atomica

sentito da tutti

6,0

120

sufficiente per il lancio di due milioni di Space Shuttle

danni agli edifici

7,0

18

cascate del Niagara in 4 mesi

seri danni, crollo degli edifici

8,0 è oltre

1 o meno

terremoto del 1906 a San Francisco

onde che si vedono sulla superficie del terreno

 

Va inoltre notato che nella definizione di magnitudo la traccia dell'onda sismica va letta su un sismografo situato a 100 km dall'epicentro, ma le sorgenti sismiche possono essere a qualsiasi distanza dalle stazioni di registrazione.

Per ovviare a questo inconveniente Richter ideò un metodo che tenesse conto dell'attenuazione delle onde con la distanza; grazie a tale metodo si può ricavare la magnitudo locale in un modo abbastanza semplice.

Il metodo Richter per calcolare la Magnitudo Locale (Ml): si misura la distanza del sismografo dall'epicentro, utilizzando la differenza tra i tempi di arrivo tra le onde P ed S. Poi si misura la massima ampiezza della traccia dell'onda sul sismogramma; infine si disegna la retta che congiunge i punti che corrispondono ai due suddetti valori sulle scale delle distanze e delle ampiezze per ottenere la Ml (magnitudo locale).


Bibliografia

E. J. Tarbuck, F. Lutgens - Modelli globali: Geologia e Tettonica - Linx Edizioni - ISBN 9788863643640

L. Masini - Ambiente Terra - Linx Edizioni - ISBN 9788863643381


 

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Placida Celentano
Placida Celentano ha esclamato Eureka!
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