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EARTH EXPLAINED · GUIDA ALLA LEZIONE

Terremoti 101

Perché la terra trema

Video 8:44Livello Classi 5–10 · Corso universitario introduttivo di geologiaStandard MS-ESS2-2, MS-ESS2-3, MS-ESS3-2, HS-ESS2-1, HS-ESS3-1, HS-PS4-1
Lingua Italiano

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Che cosa fa tremare il terreno, perché i terremoti colpiscono dove colpiscono, come li misuriamo e che cosa decide quanti danni provocano?

Verso le 5:12 del mattino del 18 aprile 1906, la faglia di San Andreas scorse per circa 296 miglia (477 km) nella California settentrionale, e San Francisco tremò per circa un minuto. Questa lezione per principianti parte da qui e risponde a quattro domande, in ordine. Che cosa fa tremare il terreno: le placche del guscio esterno della Terra si muovono di pochi centimetri all'anno, i loro bordi si bloccano, la roccia si piega e accumula energia, e poi scatta lungo una faglia: è il rimbalzo elastico descritto da Harry Fielding Reid nel 1910. Perché i terremoti colpiscono dove colpiscono: lungo i bordi delle placche, dove le placche si allontanano, scorrono l'una accanto all'altra o si spingono l'una contro l'altra, con i più forti di tutti nelle zone di subduzione. Come li misuriamo: i sismometri registrano le onde P, S e superficiali; la magnitudo misura l'energia liberata, circa 32 volte di più per ogni gradino, mentre l'intensità misura lo scuotimento in ogni luogo. E che cosa decide i danni: nel 2010, un terremoto di magnitudo 7,0 uccise più di 100.000 persone ad Haiti, mentre un terremoto di magnitudo 8,8 in Cile, con circa 500 volte l'energia, ne uccise circa 500, perché la maggior parte degli edifici del Cile, costruiti secondo norme severe, resse. La lezione si chiude con che cosa fare: essere preparati, il «Drop, Cover and Hold On» (abbassati, riparati e tieniti forte) e dirigersi verso un'altura dopo scosse forti o lunghe sulla costa.

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Obiettivi di apprendimento Dopo questa lezione, gli studenti sapranno:

  1. Descrivere il guscio esterno della Terra come un insieme di placche in movimento, e indicarne la velocità tipica (pochi centimetri all'anno).
  2. Spiegare il rimbalzo elastico: come i bordi bloccati delle placche si piegano, accumulano energia e la liberano all'improvviso quando una faglia scorre, usando le prove del 1906.
  3. Indicare i tre modi in cui le placche si incontrano (allontanandosi, scorrendo l'una accanto all'altra, spingendosi l'una contro l'altra) e descrivere i terremoti tipici di ciascuno, compreso il motivo per cui i terremoti più forti avvengono nelle zone di subduzione.
  4. Distinguere il punto in cui inizia un terremoto dal suo epicentro, e mettere le onde P, le onde S e le onde superficiali nell'ordine in cui arrivano.
  5. Spiegare che cosa misura la magnitudo, e calcolare quanta energia in più libera un terremoto per uno e per due gradini in più sulla scala.
  6. Distinguere la magnitudo dall'intensità, e spiegare perché la profondità e il terreno soffice modificano lo scuotimento in un luogo.
  7. Usare i terremoti del 2010 ad Haiti e in Cile per spiegare perché gli edifici decidono gran parte dei danni di un terremoto, e descrivere che cosa fare prima, durante e dopo un terremoto.

Prima della visione

Lessico chiave ★ termini di approfondimento per gli studenti più grandi

Placca tettonica
Uno dei pezzi giganteschi e rigidi del guscio esterno della Terra. Le placche si muovono di pochi centimetri all'anno, più o meno alla velocità con cui crescono le unghie.
Faglia
Una frattura nella roccia lungo la quale i due lati possono scorrere l'uno rispetto all'altro. Un terremoto è un improvviso scorrimento su una faglia.
Rimbalzo elastico
La spiegazione dei terremoti data da Harry Fielding Reid nel 1910: la roccia lungo una faglia bloccata si piega lentamente mentre le placche si muovono, accumulando energia, poi scatta indietro quando la faglia scorre.
Zona di subduzione
Il luogo in cui una placca scivola sotto un'altra, sprofondando nel mantello. Le placche possono bloccarsi a vicenda su un'area enorme, e tutti i terremoti di magnitudo 9 o superiore mai misurati hanno colpito una zona di questo tipo.
Epicentro
Il punto della superficie terrestre proprio sopra il luogo in cui inizia un terremoto. È il pallino mostrato su una mappa dei terremoti.
Ipocentro (fuoco)★
Il punto sottoterra in cui una faglia si rompe per prima e inizia un terremoto. La maggior parte dei terremoti distruttivi inizia entro le prime decine di chilometri; molti iniziano a meno di circa 20 km (12 miglia) di profondità.
Sismometro
Uno strumento che registra come si muove il terreno. La sua registrazione si chiama sismogramma.
Onda P
L'onda sismica più veloce, e la prima ad arrivare. Spinge e tira la roccia lungo il suo percorso, ed è di solito lieve.
Onda S
La seconda onda ad arrivare. Scuote la roccia trasversalmente al suo percorso, su e giù o da un lato all'altro, e insieme alle onde superficiali porta le scosse più forti.
Onda superficiale
Le onde sismiche più lente, che rotolano lungo la superficie del terreno; arrivano per ultime.
Magnitudo
Un unico numero che indica l'energia liberata da un terremoto. Ogni gradino intero in più significa circa 32 volte più energia. Gli scienziati usano la scala di magnitudo momento (1979), che ha sostituito la scala Richter del 1935 per i grandi terremoti.
Intensità
Quanto forte ha tremato il terreno in un determinato luogo. Un terremoto ha una sola magnitudo ma molte intensità, misurate sulla scala Mercalli modificata.
Liquefazione
Quando lo scuotimento fa comportare un terreno sciolto e bagnato come un liquido, così che gli edifici che vi poggiano sprofondano o si inclinano.
Replica
Un terremoto più piccolo che segue uno grande, nelle vicinanze, per settimane o perfino anni.
Allerta sismica precoce
Un sistema che rileva le prime, veloci onde P e invia un avviso prima che arrivino le scosse forti. Il Giappone e la costa occidentale degli Stati Uniti (ShakeAlert) sono tra i luoghi che ne hanno uno; anche il Messico, Taiwan e altri hanno dei sistemi.
Previsione
Una stima della probabilità di un terremoto in una regione nell'arco di molti anni. A differenza di una predizione, non indica il momento, il luogo e la grandezza.

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0:005:12 del mattino

Verso le 5:12 del mattino del 18 aprile 1906, il terreno sotto San Francisco cominciò a ondeggiare. Le scosse forti durarono circa da 45 a 60 secondi; gli edifici crollarono, le tubature del gas si ruppero e gli incendi bruciarono per tre giorni. Da qualche parte sulla Terra, un terremoto avvertibile dalle persone avviene circa ogni cinque minuti (circa 100.000 all'anno). La lezione pone quattro domande e risponde in ordine.

0:48Il blocco, poi lo scatto

Il guscio esterno della Terra è spezzato in placche che si muovono di pochi centimetri all'anno. Dove le placche si incontrano, i loro bordi si bloccano mentre le placche continuano a muoversi, così la roccia si piega e accumula energia. Quando non riesce più a resistere, si rompe lungo una faglia e i due lati scattano l'uno rispetto all'altro: un terremoto. Nel 1906 la faglia di San Andreas scorse per circa 296 miglia (477 km), spostando strade e recinzioni fino a circa 20 piedi (6 m). Harry Fielding Reid confrontò i rilievi del terreno eseguiti prima e dopo il terremoto e lo spiegò come rimbalzo elastico (1910).

2:13Dove colpiscono

Su una mappa, i terremoti tracciano i bordi delle placche, con l'attività maggiore attorno al Pacifico (l'Anello di Fuoco). Dove le placche si allontanano, come in Islanda, la crosta si stira e dei blocchi sprofondano: terremoti di solito superficiali e più deboli. Dove scorrono l'una accanto all'altra, la maggior parte di queste faglie si trova sotto il mare, ma sulla terraferma, come la faglia di San Andreas, passano vicino alle città. Dove si spingono l'una contro l'altra, di solito una scivola sotto l'altra in una zona di subduzione, sede di tutti i terremoti di magnitudo 9 o superiore mai misurati; dove due continenti si scontrano, come nell'Himalaya, la crosta si accartoccia formando montagne. Alcuni forti terremoti colpiscono lontano dai bordi delle placche, come a New Madrid, nel Missouri, nel 1811–1812.

3:44La misura dello scuotimento

Un terremoto inizia in un punto sottoterra, spesso a meno di 20 km di profondità, e la rottura corre lungo la faglia; l'epicentro è il punto in superficie sopra l'inizio. I sismometri registrano prima le onde P, poi le onde S, poi le onde superficiali; le onde S e quelle superficiali portano le scosse più forti. La magnitudo misura l'energia: ogni gradino vale circa 32 volte di più, quindi un terremoto di magnitudo 7 libera circa 1.000 volte l'energia di uno di magnitudo 5. L'intensità misura lo scuotimento in ogni luogo: più forte vicino alla faglia, più forte per i terremoti più superficiali della stessa grandezza, e molto più forte sul terreno soffice, come nel Marina District di San Francisco nel 1989.

5:40Gli edifici, non i terremoti

Il 12 gennaio 2010, un terremoto di magnitudo 7,0 colpì appena fuori da Port-au-Prince, ad Haiti; edifici di cemento e mattoni costruiti male crollarono, e morirono più di 100.000 persone. Il 27 febbraio 2010, un terremoto di magnitudo 8,8, con circa 500 volte l'energia, colpì appena al largo della costa del Cile. Le scosse furono forti, ma il Cile aveva norme edilizie severe e la maggior parte degli edifici resse; morirono circa 500 persone. I sistemi di allerta precoce possono dare alcuni secondi di preavviso, ma non proprio accanto alla faglia. Essere preparati (fissare i mobili pesanti); durante le scosse, «Drop, Cover and Hold On» (abbassati, riparati e tieniti forte); sulla costa, scosse forti o lunghe significano che bisogna dirigersi verso un'altura. Nessuno ha mai previsto in modo affidabile un forte terremoto; gli scienziati invece stimano le probabilità.

7:53Tre cose

Un terremoto è un improvviso scorrimento su una faglia, che libera la tensione accumulata lentamente mentre le placche si muovevano. La maggior parte dei terremoti colpisce dove le placche si incontrano, i più forti dove una scivola sotto l'altra. La magnitudo misura il terremoto, l'intensità misura lo scuotimento, e sono gli edifici a decidere quanti danni provoca. Terremoti 201 va più a fondo: dentro la faglia, attraverso il nucleo del pianeta, e nella previsione.

Idee errate comuni Per il docente

Idea errataIl posto più sicuro durante un terremoto è il vano di una porta.

Cosa mostrano i datiNelle case moderne il vano di una porta non è più resistente di qualsiasi altra parte della casa, e non ti protegge dagli oggetti che cadono o vengono scagliati. Abbassati a terra sulle mani e sulle ginocchia, copri la testa e il collo (sotto un tavolo robusto se ce n'è uno vicino) e tieniti forte finché le scosse non si fermano.

Idea errataBisogna correre fuori appena iniziano le scosse.

Cosa mostrano i datiMolte persone si feriscono mentre si spostano durante le scosse, per le cadute e per i vetri e i detriti che cadono dagli edifici. Resta dove sei e applica il «Drop, Cover and Hold On»; esci solo dopo che le scosse si sono fermate, se è sicuro farlo.

Idea errataGli scienziati sanno predire i terremoti.

Cosa mostrano i datiNessuno ha mai previsto in modo affidabile il momento, il luogo e la grandezza di un forte terremoto. Gli scienziati invece stimano le probabilità nell'arco di anni e decenni: per esempio, una probabilità superiore al 99% di un terremoto di magnitudo 6,7 o superiore in qualche punto della California entro 30 anni (UCERF3, 2015).

Idea errataUn terremoto di magnitudo 7 è solo un po' più grande di uno di magnitudo 6.

Cosa mostrano i datiOgni gradino intero sulla scala delle magnitudo significa circa 32 volte più energia, quindi un terremoto di magnitudo 7 libera circa 32 volte l'energia di uno di magnitudo 6, e circa 1.000 volte quella di uno di magnitudo 5.

Idea errataPiù alta è la magnitudo, più persone muoiono.

Cosa mostrano i datiI danni dipendono da dove colpisce il terremoto, da quanto in profondità inizia, dal terreno e soprattutto dagli edifici. Il terremoto di magnitudo 7,0 di Haiti del 2010 uccise più di 100.000 persone; quello di magnitudo 8,8 in Cile sei settimane dopo, con circa 500 volte l'energia, ne uccise circa 500.

Domande di discussione

  1. Le placche si muovono solo di pochi centimetri all'anno. Come può un movimento così lento produrre un terremoto che dura meno di un minuto ma sposta il terreno di diversi metri?
  2. Guarda una mappa dei terremoti. Quali bordi delle placche sono i più attivi? Perché i bordi del Pacifico potrebbero avere i terremoti più forti?
  3. Perché secondo te i terremoti di New Madrid del 1811–1812 sorprendono gli scienziati? Che cosa ci dice la loro esistenza sui limiti dello schema dei bordi di placca?
  4. Haiti e il Cile ebbero entrambi forti terremoti nel 2010, ma con esiti molto diversi. Oltre alle norme edilizie, quali altre differenze potrebbero contare?
  5. L'allerta precoce può dare alcuni secondi di preavviso. Fai un elenco di cose che una città, una scuola o una famiglia potrebbero fare in dieci secondi per ridurre i danni.
  6. Se gli scienziati non sanno predire i terremoti, a che cosa serve una previsione? Chi dovrebbe usare la previsione a 30 anni della California, e come?

Quiz Scegli una risposta; si corregge da sola

1.Secondo la lezione, più o meno a che velocità si muovono le placche della Terra?

2.Che cos'è il rimbalzo elastico?

3.Dove avviene la maggior parte dei terremoti?

4.Tutti i terremoti di magnitudo 9 o superiore mai misurati hanno colpito che tipo di luogo?

5.Che cos'è l'epicentro di un terremoto?

6.In che ordine arrivano le onde sismiche a un sismometro?

7.Più o meno quanta energia in più libera un terremoto di magnitudo 7 rispetto a uno di magnitudo 5?

8.Qual è la differenza tra magnitudo e intensità?

9.Perché nel terremoto di magnitudo 8,8 in Cile morirono molte meno persone che in quello di magnitudo 7,0 ad Haiti, entrambi del 2010?

10.Sei vicino alla costa e la scossa è forte, o dura a lungo. Che cosa dovresti fare quando si ferma?

Risposta scritta

1. Usando l'idea del rimbalzo elastico, spiega come placche che si muovono solo di pochi centimetri all'anno possano causare un terremoto improvviso. Nella risposta usa le prove del 1906.

Cosa include una buona risposta

Le placche si muovono in modo costante, ma i loro bordi sono bloccati dall'attrito, così la roccia lungo la faglia si piega invece di scorrere e accumula energia per decenni o secoli. Quando lo sforzo accumulato supera quello che la faglia può sopportare, la faglia scorre all'improvviso e la roccia piegata scatta indietro. Nel 1906 la faglia di San Andreas scorse per circa 296 miglia (477 km), e strade e recinzioni che la attraversavano furono spostate fino a circa 20 piedi (6 m). Reid confrontò i rilievi del terreno eseguiti prima e dopo il terremoto, che mostravano il lento piegamento e lo scatto indietro, e pubblicò la teoria nel 1910.

2. Disegna una sezione di un terremoto: la faglia, il punto in cui inizia, l'epicentro e le onde che si propagano. Poi spiega perché un sismometro lontano registra le onde P prima delle onde S e delle onde superficiali, e come l'allerta precoce sfrutta questo fatto.

Cosa include una buona risposta

Il disegno mostra una faglia che scende nel terreno, un punto su di essa in cui inizia la rottura (l'ipocentro), l'epicentro proprio sopra di esso in superficie, e cerchi che si allargano dal punto di inizio. Le onde P viaggiano più veloci, quindi raggiungono per prime un sismometro lontano; le onde S sono più lente e arrivano dopo, e le onde superficiali, le più lente, arrivano per ultime. I sistemi di allerta precoce rilevano le prime onde P vicino alla faglia e inviano un avviso che può viaggiare più veloce delle scosse più lente e più forti, dando alcuni secondi di preavviso ai luoghi più lontani, ma non a quelli proprio accanto alla faglia.

3. Confronta i terremoti del 2010 ad Haiti (magnitudo 7,0) e in Cile (magnitudo 8,8). Calcola più o meno quanta energia in più liberò quello del Cile, e spiega perché il suo bilancio delle vittime fu tanto più basso.

Cosa include una buona risposta

La differenza è di 1,8 gradini di magnitudo. Ogni gradino vale circa 32 volte l'energia (10^1.5), quindi 1,8 gradini valgono circa 10^(1.5 × 1.8) = 10^2.7 ≈ 500 volte. Eppure in Cile morirono circa 500 persone, e ad Haiti più di 100.000. Il terremoto di Haiti colpì appena fuori dalla capitale, sotto edifici di cemento e mattoni costruiti male, con troppo poco acciaio, che crollarono. Quello del Cile colpì appena al largo della costa e scosse con forza le sue città, ma il paese aveva norme edilizie severe apprese da molti terremoti letali, e la maggior parte degli edifici resse. Gli edifici decisero la maggior parte della differenza.

Per approfondire Università e scuola superiore avanzata

Misurare la magnitudo

La magnitudo momento si basa sul momento sismico M₀ = μ·A·D: la rigidità della roccia (μ, circa 3 × 10¹⁰ pascal per le rocce crostali), moltiplicata per l'area della faglia che è scorsa (A), moltiplicata per lo scorrimento medio (D). Hanks e Kanamori (1979) definirono Mw = (2/3)log₁₀M₀ − 10.7, con M₀ in dine-centimetri; con M₀ in newton-metri, la forma standard è Mw = (2/3)(log₁₀M₀ − 9.1). Riordinando, M₀ = 101.5 Mw + 9.1, quindi ogni gradino intero moltiplica il momento, e all'incirca l'energia irradiata, per 101.5 ≈ 32. La scala Richter del 1935 si basava sull'oscillazione più ampia registrata da un sismometro standard Wood-Anderson nella California meridionale; smette di crescere (si satura) per i terremoti molto grandi, ed è per questo che la magnitudo momento l'ha sostituita.

Come i sismologi localizzano un terremoto

Nella crosta le onde P viaggiano a circa 6 km/s e le onde S a circa 3,5 km/s. Più è lungo l'intervallo tra l'arrivo delle onde P e quello delle onde S a una stazione, più il terremoto è lontano: come regola pratica, circa 8 km di distanza per ogni secondo di differenza S meno P. Con la distanza da tre o più stazioni, i cerchi tracciati attorno a ciascuna stazione si incrociano nell'epicentro. Le reti moderne usano centinaia di stazioni e i tempi di arrivo di molte onde insieme, e trovano anche la profondità. Terremoti 201 approfondisce questo argomento.

Perché lo scuotimento dipende dal terreno

Le onde sismiche rallentano quando passano dalla roccia dura ai sedimenti soffici. Per trasportare la stessa energia diventano più alte, quindi il terreno soffice trema di più: nel 1989, i siti sul fango della baia e sui terreni di riporto artificiali del Marina District di San Francisco tremarono molto più forte dei siti vicini sulla roccia. Se il terreno soffice è sciolto, sabbioso e saturo d'acqua, lo scuotimento può spingere i granelli a separarsi, così che sia l'acqua a reggere il peso: la liquefazione. Le norme edilizie oggi tengono conto del terreno, e le ShakeMaps dell'USGS stimano lo scuotimento in ogni luogo in base sia al terremoto sia al terreno locale.

Terremoti lontani dai bordi delle placche

I terremoti di New Madrid, dal dicembre 1811 al febbraio 1812, colpirono nel mezzo della placca nordamericana, lungo il Reelfoot Rift, un'antica zona di debolezza della crosta. Antiche faglie come queste possono essere riattivate dagli sforzi che le placche trasmettono attraverso il loro interno. Poiché la crosta dell'America del Nord centrale e orientale è antica, fredda e dura, le onde viaggiano lontano con poca perdita, così i terremoti in quella zona sono avvertiti su aree molto più vaste rispetto ai terremoti occidentali della stessa magnitudo.

Le previsioni e i loro limiti

Una previsione indica la probabilità di terremoti oltre una certa grandezza, in una regione, in un intervallo di tempo. La terza Uniform California Earthquake Rupture Forecast (UCERF3, 2015, a cura dell'USGS, del California Geological Survey e del Southern California Earthquake Center) ha combinato le velocità di scorrimento delle faglie, la storia dei terremoti passati e le misure geodetiche del lento movimento del terreno, e ha indicato una probabilità superiore al 99% di almeno un terremoto di magnitudo 6,7 o superiore in California entro 30 anni. Nel 1975, un'evacuazione a Haicheng, in Cina, basata su una serie di scosse premonitrici, salvò molte vite, ma le scosse premonitrici non si possono distinguere in anticipo dai terremoti ordinari. L'anno seguente, il terremoto di Tangshan (1976) arrivò senza scosse premonitrici e senza preavviso, e uccise circa 240.000 persone. Nessun metodo, finora, prevede in modo affidabile il momento, il luogo e la grandezza di un forte terremoto.

Allineamento agli standard

Next Generation Science Standards (NGSS, Stati Uniti)

MS-ESS2-2

Costruire una spiegazione basata su prove di come i processi geologici abbiano modificato la superficie della Terra a diverse scale temporali e spaziali.

In questo episodio: Il lento movimento delle placche, accumulato come tensione e liberato in pochi secondi; gli spostamenti del 1906 e il rimbalzo elastico.

MS-ESS2-3

Analizzare e interpretare dati sulla distribuzione di fossili e rocce, sulle forme dei continenti e sulle strutture del fondale marino per fornire prove dei movimenti passati delle placche.

In questo episodio: Di supporto: la mappa mondiale dei terremoti traccia le fosse oceaniche e le dorsali medio-oceaniche che sono prove dei movimenti passati delle placche.

MS-ESS3-2

Analizzare e interpretare dati sui rischi naturali per prevedere futuri eventi catastrofici e orientare lo sviluppo di tecnologie che ne mitighino gli effetti.

In questo episodio: Magnitudo e intensità, allerta precoce, norme edilizie (Haiti e Cile, 2010) e la previsione a 30 anni della California.

HS-ESS2-1

Sviluppare un modello per illustrare come i processi interni e superficiali della Terra operino a diverse scale spaziali e temporali per formare le strutture dei continenti e dei fondali oceanici.

In questo episodio: Modelli di placche che si allontanano, scorrono l'una accanto all'altra e scivolano l'una sotto l'altra, e di continenti che si scontrano nell'Himalaya.

HS-ESS3-1

Costruire una spiegazione basata su prove di come la disponibilità di risorse naturali, il verificarsi di rischi naturali e i cambiamenti del clima abbiano influenzato l'attività umana.

In questo episodio: Perché gli edifici decidono i danni; la preparazione, il «Drop, Cover, Hold On» (abbassati, riparati e tieniti forte) e l'allerta naturale di tsunami.

HS-PS4-1

Usare rappresentazioni matematiche per sostenere un'affermazione sulle relazioni tra frequenza, lunghezza d'onda e velocità delle onde che viaggiano in mezzi diversi.

In questo episodio: Onde P, S e superficiali; le loro velocità e il loro ordine di arrivo; onde che rallentano e crescono nel terreno soffice.

Advanced Placement (AP, Stati Uniti)

AP Environmental Science, Unit 4

Earth Systems and Resources (sistemi e risorse della Terra): tettonica delle placche e terremoti.

In questo episodio: Margini di placca, faglie e distribuzione dei terremoti.

Corsi universitari

Introductory physical geology

Tettonica delle placche e terremoti: faglie, rimbalzo elastico, onde sismiche, magnitudo e intensità, rischi sismici.

In questo episodio: La lezione copre gli argomenti della prima settimana di un modulo introduttivo sui terremoti; la localizzazione dei terremoti e l'interno della Terra seguono in Terremoti 201.

Trascrizione La narrazione in italiano, come nei sottotitoli

0:005:12 del mattino

Alle cinque e 12 minuti di un mattino di primavera del 1906, San Francisco dormiva ancora. Poi, senza preavviso, il terreno cominciò a ondeggiare. Per circa un minuto, l'intera città tremò. Gli edifici crollarono, le tubature del gas si ruppero e gli incendi bruciarono per tre giorni.

0:16Ciò che accadde sotto San Francisco quella mattina accade in tutto il pianeta. Da qualche parte sulla Terra, il terreno trema abbastanza forte da essere avvertito dalle persone circa ogni cinque minuti. La maggior parte di questi terremoti è debole. Alcuni cambiano la storia.

0:30In questa lezione partiremo proprio dall'inizio, con quattro domande. Che cosa fa tremare il terreno? Perché i terremoti colpiscono proprio dove colpiscono? Come li misuriamo? E che cosa decide quanti danni provocano?

0:48Il blocco, poi lo scatto

Per capire quella mattina, partiamo dal terreno stesso. Il guscio esterno della Terra non è un unico pezzo compatto. È spezzato in placche gigantesche che si incastrano come i frammenti di un guscio d'uovo incrinato. Le placche sono sempre in movimento, ma lentamente, solo pochi centimetri all'anno. Più o meno la velocità con cui crescono le tue unghie.

1:06Dove due placche si incontrano, i loro bordi non scorrono in modo regolare. Si incastrano l'uno con l'altro e si bloccano, mentre le placche continuano a muoversi. La roccia lungo il bordo si piega lentamente, come un righello spinto da un'estremità. Anno dopo anno, accumula energia.

1:20Alla fine, la roccia non riesce più a resistere. Si rompe lungo una frattura chiamata faglia, e i due lati scattano l'uno rispetto all'altro. Tutta quell'energia accumulata si sprigiona sotto forma di onde che attraversano il terreno. Quell'improvviso scorrimento è un terremoto.

1:35È ciò che accadde nel 1906. La faglia di San Andreas scorse per quasi 300 miglia, circa 480 chilometri. Strade e recinzioni che la attraversavano furono squarciate. In alcuni punti, i due lati si spostarono fino a 20 piedi, circa 6 metri.

1:53Un geologo di nome Harry Fielding Reid confrontò i rilievi del terreno eseguiti prima e dopo il terremoto. Questi mostravano che il terreno si era piegato lentamente per decenni, e poi era scattato indietro, come una molla lasciata andare. Lui lo chiamò rimbalzo elastico. È ancora così che gli scienziati spiegano i terremoti.

2:13Dove colpiscono

Metti ogni terremoto su una mappa, e salta all'occhio uno schema. Si allineano lungo i bordi delle placche. Il bordo più attivo circonda l'oceano Pacifico: l'Anello di Fuoco, a cui è dedicata un'intera lezione. Le placche si incontrano in tre modi, e ognuno fa tremare il terreno a modo suo.

2:29Dove le placche si allontanano, come in Islanda, la crosta si stira e si fessura, e blocchi di roccia sprofondano. Questi terremoti sono di solito superficiali e piuttosto deboli.

2:40Dove le placche scorrono lateralmente l'una accanto all'altra, il terreno scatta da un lato all'altro. La maggior parte di queste faglie si trova sotto il mare. Ma sulla terraferma, come la faglia di San Andreas, possono essere molto pericolose, perché passano vicino alle città.

2:54Dove le placche si spingono l'una contro l'altra, di solito una scivola sotto l'altra, in quella che si chiama zona di subduzione. Le due possono bloccarsi a vicenda su un'area vastissima. È lì che avvengono i giganti. Tutti i terremoti di magnitudo 9 o superiore mai misurati hanno colpito una zona di subduzione.

3:11Dove due continenti si spingono l'uno contro l'altro, nessuno dei due sprofonda. La crosta invece si accartoccia e si solleva formando montagne, come l'Himalaya. Alcuni dei terremoti più letali sulla terraferma hanno colpito lungo questa fascia, dal Pakistan alla Cina.

3:25Alcuni terremoti colpiscono lontano da qualsiasi bordo di placca. Nell'inverno tra il 1811 e il 1812, una serie di potenti terremoti scosse il centro degli Stati Uniti, nei dintorni di New Madrid, nel Missouri. Sono rari, ma dimostrano che i bordi delle placche non spiegano tutto.

3:44La misura dello scuotimento

Ogni terremoto inizia in un punto sottoterra, dove la faglia si rompe per prima, spesso a meno di 20 chilometri di profondità. La rottura poi corre lungo la faglia. Il punto in superficie proprio sopra l'inizio è l'epicentro: il pallino su una mappa dei terremoti. Le onde si propagano in ogni direzione, come le increspature in uno stagno.

4:04Strumenti chiamati sismometri registrano quelle onde, che arrivano sempre nello stesso ordine. Prima arrivano le onde P, che spingono e tirano la roccia. Sono le più veloci, e di solito sono lievi. Poi le onde S scuotono la roccia su e giù o da un lato all'altro. Per ultime arrivano le onde superficiali, che rotolano lungo il terreno. Le onde S e le onde superficiali portano le scosse più forti.

4:27Per confrontare i terremoti, gli scienziati assegnano a ciascuno una magnitudo: un unico numero che indica quanta energia ha liberato. Ogni gradino in più sulla scala significa circa 32 volte più energia. Quindi un terremoto di magnitudo 7 non è solo un po' più grande di uno di magnitudo cinque. Libera circa 1.000 volte più energia.

4:45Forse hai sentito parlare della scala Richter, la prima scala di magnitudo, creata nel 1935. Oggi gli scienziati usano una scala più recente, chiamata magnitudo momento, che funziona anche per i terremoti più grandi in assoluto.

4:59La magnitudo descrive il terremoto. L'intensità descrive lo scuotimento: quanto forte si è mosso il terreno in un determinato luogo. Un terremoto ha una sola magnitudo, ma molti livelli di scuotimento, più forti vicino alla faglia e più deboli lontano.

5:15L'intensità non dipende solo dalla distanza. Tra due terremoti della stessa grandezza, quello più superficiale scuote più forte la superficie. Un terreno soffice, come sabbia sciolta o terreni di riporto, può rendere le scosse molto peggiori. È ciò che accadde nel Marina District di San Francisco nel 1989, la storia raccontata nella nostra lezione sul terremoto delle World Series.

5:40Gli edifici, non i terremoti

Gli ingegneri hanno un detto: non sono i terremoti a uccidere le persone, ma gli edifici. Nel gennaio 2010, un terremoto di magnitudo 7 colpì appena fuori dalla capitale di Haiti, Port-au-Prince. Molti edifici erano di cemento e mattoni costruiti male, con troppo poco acciaio, e crollarono. Morirono più di 100.000 persone.

5:59Circa sei settimane dopo, un terremoto molto più forte colpì il Cile. Con una magnitudo di 8,8, liberò circa 500 volte più energia. Le scosse furono forti, ma il Cile aveva norme edilizie severe, apprese da molti terremoti letali, e la maggior parte degli edifici resse. Morirono circa 500 persone.

6:19Anche i sistemi di allerta possono aiutare. Poiché le onde P arrivano per prime, i sensori vicino a una faglia possono rilevarle e inviare un avviso prima che arrivino le scosse forti. Il Giappone e la costa occidentale degli Stati Uniti hanno entrambi sistemi di questo tipo. L'avviso può durare solo pochi secondi, ma basta per rallentare i treni, aprire le porte delle caserme dei vigili del fuoco e permettere alle persone di mettersi al riparo. Proprio accanto alla faglia, potrebbe non esserci alcun avviso.

6:45Preparati prima che inizi: fissa al muro i mobili alti e pesanti. Quando inizia la scossa, abbassati a terra sulle mani e sulle ginocchia. Riparati: copri la testa e il collo, sotto un tavolo robusto se ce n'è uno vicino. Tieniti forte finché la scossa non si ferma. Non correre fuori, e lascia perdere il vano della porta: in una casa moderna, non è più resistente di qualsiasi altro punto.

7:05Le scosse forti possono portare altri pericoli: frane sui pendii ripidi, incendi dovuti alle tubature del gas rotte e, vicino alla costa, uno tsunami. Se sei vicino alla costa e la scossa è forte, o dura più di circa 20 secondi, dirigiti subito verso un'altura o nell'entroterra. Non aspettare un'allerta ufficiale. Il terremoto stesso potrebbe essere il tuo unico avviso.

7:27Dopo un grande terremoto arrivano le repliche: scosse più piccole nelle vicinanze che possono continuare per settimane, perfino anni. Nessuno ha mai previsto in modo affidabile il momento, il luogo e la grandezza di un forte terremoto. Gli scienziati, invece, stimano le probabilità. La previsione ufficiale della California considera quasi certo un forte terremoto in qualche punto dello stato entro 30 anni.

7:53Tre cose

Quindi, tre cose da ricordare. Primo, un terremoto è un improvviso scorrimento su una faglia, che libera la tensione accumulata lentamente mentre le placche si muovevano. Secondo, la maggior parte dei terremoti colpisce dove le placche si incontrano, e i più forti dove una placca scivola sotto un'altra. E terzo, la magnitudo misura il terremoto, l'intensità misura lo scuotimento, e sono gli edifici a decidere quanti danni provoca.

8:16Il terreno sotto di te si sposta di qualche centimetro ogni anno. I terremoti sono i momenti in cui recupera il ritardo. In Terremoti duecentouno andremo più a fondo: dentro la faglia, giù attraverso il nucleo del pianeta, e nella scienza della previsione. Grazie per aver guardato Earth Explained. Iscriviti per la prossima lezione, e guarda il pianeta in diretta, giorno e notte, su EarthWatch 24-7.

Fonti

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  2. Lawson, A. C., et al. (1908–1910). The California Earthquake of April 18, 1906: Report of the State Earthquake Investigation Commission. Carnegie Institution of Washington. Vol. 2: H. F. Reid, The Mechanics of the Earthquake (1910). archive.org/details/californiaearthq872caliUsata per: Rimbalzo elastico, dai rilievi eseguiti prima e dopo il terremoto
  3. U.S. Geological Survey. Cool Earthquake Facts. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/cool-earthquake-factsUsata per: Circa 100.000 terremoti avvertiti all'anno; la velocità della faglia di San Andreas paragonata alla crescita delle unghie
  4. U.S. Geological Survey. 20 Largest Earthquakes in the World Since 1900. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/science/20-largest-earthquakes-world-1900Usata per: I cinque terremoti di magnitudo 9 o superiore e le loro magnitudo
  5. U.S. Geological Survey. The 1811–1812 New Madrid, Missouri, Earthquakes. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/science/1811-1812-new-madrid-missouri-earthquakesUsata per: I terremoti del 1811–1812
  6. U.S. Geological Survey. Earthquake Magnitude, Energy Release, and Shaking Intensity. www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/earthquake-magnitude-energy-release-and-shaking-intensityUsata per: Magnitudo, circa 32 volte l'energia per gradino, intensità
  7. Hanks, T. C., & Kanamori, H. (1979). A moment magnitude scale. Journal of Geophysical Research, 84(B5), 2348–2350. doi.org/10.1029/JB084iB05p02348Usata per: Magnitudo momento
  8. U.S. Geological Survey. ShakeMap: M 6.9 Loma Prieta, 1989. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/nc216859/shakemapUsata per: Intensità dello scuotimento più forte vicino alla faglia e sul terreno soffice
  9. U.S. Geological Survey. M 7.0 – Haiti, January 12, 2010. Event page. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/usp000h60hUsata per: Magnitudo, posizione e profondità del terremoto di Haiti
  10. U.S. Geological Survey. M 8.8 – 2010 Maule, Chile, February 27, 2010. Event page. earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/official20100227063411530_30Usata per: Magnitudo e posizione del terremoto del Cile
  11. Burkett, E. R., Given, D. D., & Jones, L. M. (2014, revised 2017). ShakeAlert—An earthquake early warning system for the United States West Coast. U.S. Geological Survey Fact Sheet 2014–3083. pubs.usgs.gov/publication/fs20143083Usata per: L'allerta precoce e che cosa può attivare
  12. Earthquake Country Alliance. Drop, Cover, and Hold On. The Great ShakeOut. www.shakeout.org/dropcoverholdonUsata per: Che cosa fare durante le scosse; il mito del vano della porta; fissare i mobili
  13. NOAA / National Weather Service. Tsunami Safety. www.weather.gov/safety/tsunami-duringUsata per: Segnali naturali di allerta: scosse forti o lunghe sulla costa
  14. U.S. Geological Survey. Can you predict earthquakes? www.usgs.gov/faqs/can-you-predict-earthquakesUsata per: Predizione e previsione
  15. Field, E. H., et al. (2015). Long-Term Time-Dependent Probabilities for the Third Uniform California Earthquake Rupture Forecast (UCERF3). Bulletin of the Seismological Society of America, 105(2A), 511–543. doi.org/10.1785/0120140093Usata per: Probabilità superiore al 99% di un M6,7+ in California entro 30 anni
  16. Field, E. H., & 2014 Working Group on California Earthquake Probabilities (2015). UCERF3: A New Earthquake Forecast for California's Complex Fault System. U.S. Geological Survey Fact Sheet 2015–3009. pubs.usgs.gov/fs/2015/3009Usata per: Probabilità superiore al 99% di un M6,7+ in California entro 30 anni (sintesi divulgativa)
  17. Wang, K., Chen, Q.-F., Sun, S., & Wang, A. (2006). Predicting the 1975 Haicheng earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America, 96(3), 757–795. doi.org/10.1785/0120050191Usata per: Haicheng, 1975

Immagini dell'episodio: USGS, NOAA e NASA (pubblico dominio), con mappe NASA/USGS Landsat tramite NASA GIBS; animazioni di EarthWatch 24-7. Crediti completi: earthwatch247.com/credits.html.

Cita questa lezione

EarthWatch 24-7. (2026). Terremoti 101: Perché la terra trema [Lezione video]. Earth Explained: Terremoti 101. https://earthwatch247.com/learn/earthquakes-101/it/

Soluzioni

  1. C. Le placche si muovono in modo costante, di pochi centimetri all'anno (USGS). Un terremoto libera in un colpo solo molti anni di quel lento movimento.
  2. A. Harry Fielding Reid lo descrisse nel 1910, dopo aver confrontato i rilievi eseguiti prima e dopo il terremoto di San Francisco del 1906.
  3. D. Su una mappa, i terremoti tracciano i bordi delle placche, con l'attività maggiore attorno al Pacifico (l'Anello di Fuoco).
  4. B. Nelle zone di subduzione le placche possono bloccarsi a vicenda su un'area vastissima. I cinque avvenuti dal 1900 (Kamchatka 1952, Cile 1960, Alaska 1964, Sumatra 2004, Giappone 2011) hanno colpito tutti zone di subduzione (USGS).
  5. A. Il terremoto inizia in un punto sottoterra (l'ipocentro, o fuoco); l'epicentro è il punto in superficie sopra di esso. Le scosse più forti si hanno spesso lungo l'intera faglia, non solo all'epicentro.
  6. C. Le onde P sono le più veloci e arrivano per prime; poi arrivano le onde S; le onde superficiali sono le più lente. I sistemi di allerta precoce si basano su questo vantaggio.
  7. B. Ogni gradino intero vale circa 32 volte l'energia, quindi due gradini valgono circa 32 × 32 ≈ 1.000 volte.
  8. D. Un terremoto ha una sola magnitudo, ma molte intensità: più forti vicino alla faglia e più deboli lontano, e più forti sul terreno soffice.
  9. C. Il terremoto del Cile liberò circa 500 volte l'energia e scosse con forza le sue città, ma i suoi edifici, costruiti secondo norme severe apprese da terremoti precedenti, ressero per lo più. Ad Haiti, edifici di cemento e mattoni costruiti male crollarono.
  10. A. Una scossa forte o lunga sulla costa è un segnale naturale di allerta tsunami (NOAA). Il terremoto stesso potrebbe essere l'unico avviso che ricevi.

Risposta scritta

  1. Le placche si muovono in modo costante, ma i loro bordi sono bloccati dall'attrito, così la roccia lungo la faglia si piega invece di scorrere e accumula energia per decenni o secoli. Quando lo sforzo accumulato supera quello che la faglia può sopportare, la faglia scorre all'improvviso e la roccia piegata scatta indietro. Nel 1906 la faglia di San Andreas scorse per circa 296 miglia (477 km), e strade e recinzioni che la attraversavano furono spostate fino a circa 20 piedi (6 m). Reid confrontò i rilievi del terreno eseguiti prima e dopo il terremoto, che mostravano il lento piegamento e lo scatto indietro, e pubblicò la teoria nel 1910.
  2. Il disegno mostra una faglia che scende nel terreno, un punto su di essa in cui inizia la rottura (l'ipocentro), l'epicentro proprio sopra di esso in superficie, e cerchi che si allargano dal punto di inizio. Le onde P viaggiano più veloci, quindi raggiungono per prime un sismometro lontano; le onde S sono più lente e arrivano dopo, e le onde superficiali, le più lente, arrivano per ultime. I sistemi di allerta precoce rilevano le prime onde P vicino alla faglia e inviano un avviso che può viaggiare più veloce delle scosse più lente e più forti, dando alcuni secondi di preavviso ai luoghi più lontani, ma non a quelli proprio accanto alla faglia.
  3. La differenza è di 1,8 gradini di magnitudo. Ogni gradino vale circa 32 volte l'energia (10^1.5), quindi 1,8 gradini valgono circa 10^(1.5 × 1.8) = 10^2.7 ≈ 500 volte. Eppure in Cile morirono circa 500 persone, e ad Haiti più di 100.000. Il terremoto di Haiti colpì appena fuori dalla capitale, sotto edifici di cemento e mattoni costruiti male, con troppo poco acciaio, che crollarono. Quello del Cile colpì appena al largo della costa e scosse con forza le sue città, ma il paese aveva norme edilizie severe apprese da molti terremoti letali, e la maggior parte degli edifici resse. Gli edifici decisero la maggior parte della differenza.