MAGN. & INTENSITA

 

 

 

Dr. Umberto Giongrandi

Geologo

 


Magnitudo e intensità di un terremoto

Energia, intensità di un terremoto. Scala Mercalli e Magnitudo a confronto. Gradi della scala MCS.

 




La scala Mercalli esprime l'INTENSITA' del terremoto, cioé la forza con cui questo si è manifestato in un determinato luogo, misurata in base ai suoi effetti distruttivi. La Magnitudo (introdotta da Richter) esprime invece l'ENERGIA con cui il terremoto si è manifestato all'epicentro. Supponiamo che il terremoto sia una trasmissione radio. La Magnitudo può essere vista allora come la potenza della stazione trasmittente mentre il grado Mercalli rappresenta l'intensità del segnale ricevuto da una radiolina, che sarà via via più debole man mano che ci si allontana dal luogo di trasmissione. La misura di Mercalli è una scala, ovvero è suddivisa in gradi discreti che variano da un valore minimo (nessun effetto) ad un valore massimo (distruzione totale). La misura di Richter invece NON è una scala (se si vuole può considerarsi "scala" nel senso di "misura", ma sia chiaro che non si tratta di una graduazione) infatti può assumere infiniti valori, essendo il risultato di un calcolo. Il calcolo della Magnitudo si basa sull'ampiezza dei segnali ricevuti dai sismografi confrontata con un valore standard:

M = log ( A/A° )


dove A = ampiezza massima di un terremoto ed A° = ampiezza del terremoto di riferimento se fosse stato registrato alla medesima distanza. Come riferimento è stato scelto quel terremoto che produce su un sismografo standard, posto a 100 km dall'epicentro, un sismogramma con oscillazione massima pari a 0,001 mm. La Magnitudo è dunque espressa da un numero decimale che può assumere qualsiasi valore (es: 4,2). Non esiste un limite inferiore (tutto dipende dalla sensibilità degli strumenti) e non esiste nemmeno un limite superiore (come disse lo stesso Richter: "Il limite dipende dalla Terra, non dalla scala").

Il grado della scala Mercalli, essendo basato sugli effetti osservabili del terremoto, è valutabile con semplicità ed immediatezza ma fornisce una stima relativa circa la violenza del terremoto. La Magnitudo richiede tempi tecnici per la valutazione ma rappresenta una misura assoluta e confrontabile.
Nonostante la differenza concettuale tra energia erogata ed intensità degli effetti, è ragionevole aspettarsi che, a parità di condizioni, all'aumentare della Magnitudo debba aumentare anche il valore della scala Mercalli. Per terremoti superficiali dell'Appennino centrale esiste infatti la seguente relazione empirica tra magnitudo e scala Mercalli:

M = 0,40 I + 1,69


dove M = magnitudo ed I = intensità massima della scala Mercalli.

La scala Mercalli, come già accennato, è basata semplicemente sugli effetti del terremoto osservabili sugli edifici, le cose e la popolazione. Questo comporta tuttavia dei problemi di valutazione:

·         Un terremoto che si manifesta in un luogo deserto e disabitato non può essere valutato.

·         Due terremoti che si manifestano in due diversi luoghi del mondo con la medesima magnitudo possono non risultare della medesima intensità. Questo perchè chiaramente le capanne di fango subiscono un sisma in modo diverso dalle case in cemento armato.

·         La scala mercalli risale alla fine dell'800, quando "suonano i campanelli" poteva essere un indizio utile. Oggi è difficile trovarsi presso delle campanelle, più facile è invece udire gli allarmi elettronici delle automobili. C'è poi da tener presente l'introduzione del cemento armato nelle costruzioni che ha modificato il modo di percepire e di subire i terremoti.

Quest'ultimo motivo ha portato ad una successiva rielaborazione della scala Mercalli (con l'aggiunta anche di due gradi). Quella attualmente usata è in realtà la scala MCS, ovvero Mercalli - Cancani - Sieberg, dai nomi dell'ideatore e dei successivi rielaboratori.

Va precisato inoltre che la MCS è la scala di intensità più usata in Europa e America ma nei paesi dell'Est europeo viene utilizzata allo stesso scopo la scala MKS (Medvedev, Sponheuer, Karnik) che si basa tuttavia sul medesimo principio.




SCALA MERCALLI (MCS):

 

·         I grado - scossa strumentale: impercettibile agli esseri umani, è rilevabile soltanto dagli strumenti (sismografi).

·         II grado - scossa leggerissima: avvertita soltanto da persone particolarmente sensibili o nervose, in perfetta quiete, cioè ferme o a riposo in ambiente tranquillo. Solitamente è percepibile solo nei piani superiori delle case ove possono oscillare lievemente gli oggetti appesi (lampadari).

·         III grado - scossa leggera: viene avvertita all'interno delle abitazioni con un effetto simile al passaggio di un autocarro: poche persone ci fanno caso ed altre la riconoscono come terremoto soltanto dopo averne parlato con altri. Oggetti appesi possono oscillare.

·         IV grado - scossa moderata: all'aperto la scossa è percepita fisicamente da poche persone anche se le automobili ferme oscillano vistosamente. All'interno delle abitazioni numerose persone, ma non tutti, avvertono un effetto simile al passaggio di un autocarro pesante su una strada dissestata: tremolio o leggere oscillazioni dei mobili, urti di cristalleria e vasellame posti a breve distanza; tremano i vetri o tintinnano le finestre; scricchiolano porte, travi e assi in legno. Nei recipienti aperti, i liquidi vengono leggermente mossi. Si può avere la sensazione che in casa sia caduta una serie di oggetti pesanti. Si oscilla con tutta la sedia o il letto come su una barca. Generalmente questi fenomeni non provocano paura a meno che le persone non siano state già spaventate da terremoti precedenti. Raramente la scossa può svegliare chi dorme.

·         V grado - scossa forte: all'interno delle case la scossa viene avvertita da tutti. Nelle strade e durante le attività lavorative il sisma viene percepito da numerose persone e persone sensibili lo avvertono anche in aperta campagna.
Nelle case si avverte lo scuotimento dell'intero edificio. Oggetti appesi ma anche tendaggi non troppo pesanti oscillano; nel caso di campanelle, suonano. Gli orologi a pendolo possono fermarsi od oscillare con maggior periodo a seconda se la scossa si esplica in direzione normale o perpendicolare al piano su cui oscillava il pendolo. Talvolta orologi a pendolo fermi possono riprendere temporaneamente il movimento. I mobili vibrano e piccoli oggetti possono cadere. Recipienti colmi ed aperti versano piccole quantità dei liquidi contenuti. I quadri si spostano, urtano tra loro o battono contro le pareti. Porte ed imposte sbattono e i vetri possono infrangersi. Talvolta l'illuminazione elettrica guizza o viene a mancare. Chi dorme viene svegliato bruscamente e sporadici gruppi di persone fuggono all'aperto. Chi si trova già all'aperto nota piante o rami che si muovono con evidenza come sotto l'effetto di un vento moderato e calcinacci che cadono dai cornicioni delle case.

·         VI grado - scossa molto forte: tutti si rendono conto che c'è un terremoto provandone paura, anche a causa dei forti rumori e boati che produce. Molti fuggono all'aperto ma spesso si ha una sensazione d'instabilità che può arrivare al punto da far barcollare.
La superficie dei liquidi si agita vistosamente. Quadri, libri ed oggetti possono cadere a terra; le porcellane si frantumano anche senza cadere; suppellettili assai stabili e perfino pezzi d'arredo vengono spostati o rovesciati.
Nelle chiese piccole campane suonano da sole e battono gli orologi dei campanili. Le abitazioni di solida costruzione subiscono strutturalmente danni lievi: spaccatura dell'intonaco e caduta del rinzaffo di soffitti e pareti. Danni più gravi, ma non pericolosi, si hanno negli edifici mal costruiti. All'esterno può cadere qualche tegola o pietra di camino con qualche pericolo per chi fugge in strada.

·         VII grado - scossa fortissima: la scossa provoca panico nella popolazione. I mobili si scostano dai muri e notevoli danni vengono provocati ad oggetti di arredamento anche pesanti.

Numerosi edifici costruiti solidamente subiscono danni moderati: piccole spaccature nei muri, caduta di toppe piuttosto grandi dell'incalcinatura e dello stucco; caduta a volte anche di mattoni. Negli edifici a pareti intelaiate i danni all'incalcinatura e all'intelaiatura sono più gravi. In casi isolati può avvenire la distruzione di case mal costruite oppure riattate. All'esterno cadono molte tegole e vetri di finestre. Molti fumaioli vengono lesi da incrinature. Camini già danneggiati possono rovesciarsi sopra il tetto danneggiandolo. Da torri e costruzioni alte cadono decorazioni mal fissate. Grandi campane rintoccano.
Le chiome degli alberi oscillano. Si producono onde sugli specchi d'acqua e le acque si intorbidiscono a causa della melma mossa. Varia la portata delle sorgenti.

·         VIII grado: - scossa rovinosa: la scossa viene avvertita distintamente anche da chi è alla guida di un'auto, che può perderne temporaneamente il controllo. Cadono rami, alberi, palizzate, torri e si aprono crepe nel terreno. Statue e monumenti in chiese, cimiteri e parchi pubblici ruotano sul proprio piedistallo o si rovesciano. Solidi muri di cinta in pietra si rompono e crollano. All'interno delle case anche i mobili più pesanti vengono spostati lontano o rovesciati. Gli edifici non costruiti in cemento armato subiscono gravi danni strutturali: circa un quarto delle case è gravemente leso, alcune crollano, molte diventano inabitabili; gran parte di queste cadono. Negli edifici intelaiati cade gran parte della tamponatura. Case in legno vengono schiacciate o rovesciate. Spesso campanili di chiese e di fabbriche con la loro caduta causano danni agli edifici vicini più di quanto non avrebbe fatto da solo il terremoto. In pendii e terreni acquitrinosi si formano crepe. In terreni bagnati si ha l'espulsione di sabbia e di melma.

·         IX grado - scossa distruttiva: distrugge gli edifici poco resistenti o vetusti: circa la metà delle case in pietra vengono distrutte; molte crollano; la maggior parte diviene inabitabile. Le case ad intelaiature sono divelte dalle proprie fondamenta e crollano; travi strappate a seconda delle circostanze contribuiscono alla rovina.
All'esterno si aprono numerose crepe nel terreno provocando la fuoriuscita di fango e la rottura di condutture e cavi sotterranei. Acqua e "vulcanetti" di sabbia traboccano dai terreni alluvionali.

·         X grado - scossa fortemente distruttiva: distruzione di circa 3/4 degli edifici, la maggior parte di essi crolla. Subiscono gravi lesioni, e a volte vengono distrutti, anche ponti e solide costruzioni di legno. Argini e dighe vengono notevolmente danneggiati. I Binari vengono leggermente piegati mentre le tubature (gas, acqua e scarichi) vengono troncate, rotte e schiacciate anche a causa delle profonde fratture che si formano nel terreno. Nelle strade lastricate e asfaltate si formano crepe e per pressione sporgono larghe pieghe ondose. In terreni meno densi e più umidi si creano spaccature fino alla larghezza di alcuni decimetri; si notano parallelamente ai corsi d'acqua spaccature che raggiungono larghezze fino a un metro. Si producono frane e smottamenti; interi macigni rotolano a valle. Grossi massi si staccano dagli argini dei fiumi e da coste scoscese; riviere basse subiscono spostamenti di masse sabbiose e fangose, per cui il livello del terreno viene notevolmente variato. Le sorgenti subiscono frequenti cambiamenti di livello dell'acqua. Da fiumi, canali e laghi ecc. le acque vengono gettate contro le sponde o subiscono locali straripamenti a causa delle frane.

·         XI grado - scossa catastrofica: muoiono molte persone. Crollano tutti gli edifici in muratura, resistono soltanto le capanne di legno e le costruzioni ad incastro di grande elasticità. Crollano anche i ponti più sicuri a causa della caduta dei pilastri in pietra o del cedimento di quelli in ferro. I binari si piegano fortemente e si spezzano. Le tubature interrate vengono spaccate e rese irreparabili (vengono a mancare tutti i servizi di pubblica erogazione). Nel terreno si manifestano vari mutamenti di notevole estensione, a seconda della natura del suolo, si aprono grandi crepe e spaccature. Sopratutto in terreni morbidi e acquitrinosi il dissesto è considerevole sia orizzontalmente che verticalmente. Ne segue il trabocco di sabbia e melma con diverse manifestazioni. Sono frequenti lo sfaldamento di terreni e la caduta di massi.

·         XII grado - scossa gravemente catastrofica: provoca migliaia di vittime. Ogni opera umana viene rasa al suolo. Vengono scagliati in aria oggetti di ogni dimensione. Grandi masse di terreno vengono spostate con sollevamenti e abbassamenti del suolo (si creano onde sulla superficie del suolo). Lo sconvolgimento del paesaggio assume aspetti grandiosi. Corsi d'acqua sia superficiali che sotterranei subiscono mutamenti vari, si formano cascate, scompaiono laghi, deviano fiumi.