Capire le Vibrazioni dei Terremoti: Cause e Meccanismi

I terremoti risultano dall'energia immagazzinata e dal rilascio improvviso delle placche tettoniche nella crosta terrestre. I vulcani a volte producono terremoti. Quando due placche tettoniche opposte convergono in un'area di faglia maggiore e la pressione diventa troppo grande, scivolano l'una sopra o sotto l'altra con una rottura improvvisa e violenta. La rottura può avvenire vicino o sotto la superficie terrestre e estendersi per centinaia o migliaia di chilometri. La forza di rottura viaggia attraverso la crosta o il basamento roccioso, causando scosse e vibrazioni. Le vibrazioni dei terremoti coinvolgono onde d'urto, condizioni del suolo e altri fattori.

Rottura Iniziale

Il primo effetto scatenante delle vibrazioni in un terremoto di margine o tipo faglia inizia con il rilascio improvviso di energia quando due placche tettoniche si spezzano. Se il terremoto avviene in un ambiente sottomarino, sposta grandi volumi d'acqua, così come trasmette energia nel basamento roccioso del fondale marino. Le esplosioni vulcaniche avviano le vibrazioni con un'onda di concussione primaria che irradia dalla sua fonte. Il processo di tutte le vibrazioni indotte da terremoti o vulcani inizia con onde d'urto di pressione che irradiano verso l'esterno dal "fuoco", o origine esatta.

Onde P

Le onde P, o onde primarie (prime onde), condividono caratteristiche identiche alle onde sonore. Sono onde a lunghezza d'onda corta, ad alta frequenza che viaggiano in direzione longitudinale. Possono viaggiare attraverso liquidi e solidi. Quando il terreno viene tirato indietro e avanti, schiaccia il materiale solido insieme e lo separa, il che causa piccoli movimenti del terreno sotto forma di vibrazioni d'onda P. Le onde P possono diventare riflesse o rifratte, il che significa che possono cambiare il loro schema d'onda. A volte possono evolversi in onde S.

Onde S

Le onde S, chiamate onde secondarie, arrivano dopo le onde P perché viaggiano più lentamente. Le onde S hanno lunghezza d'onda corta e alte frequenze simili alle onde P, ma non viaggiano in direzione longitudinale, ma si muovono trasversalmente attraverso il materiale. Le onde S non possono viaggiare attraverso un liquido. Le onde S lasciano evidenze sulla superficie terrestre sotto forma di recinzioni attorte, binari ferroviari curvi e pareti di edifici che hanno lati spostati. Le onde S ruotano oggetti e particelle di 90 gradi rispetto alla direzione dell'onda.

Onde L

Le onde L, chiamate onde superficiali, hanno lunghezze d'onda lunghe e basse frequenze. Originano vicino all'epicentro del terremoto e possono muoversi solo attraverso la crosta al suo perimetro esterno. Poiché risiedono vicino alla superficie, producono il maggior danno su edifici e altre strutture. Esibiscono movimenti che ricordano le onde nell'oceano, solo il movimento del terreno diventa circolare, costringendolo a salire e scendere. Combinate con incendi, tsunami e frane, le caratteristiche dannose delle onde L rappresentano la maggior parte dei danni alla proprietà e della perdita di vite nei terremoti.

Tipi di Suolo

Il tipo di suolo su cui sono state costruite le strutture influenza la loro capacità di resistere alle vibrazioni, o soccombere a scosse eccessive e fallire. Le più lente onde S rappresentano l'onda d'urto più pericolosa per i suoli e causano le vibrazioni più pesanti e prolungate in materiali sciolti. Tali materiali includono fango, limi, ghiaia, sabbia e riempimento artificiale. Questi tipi di materiali contengono strutture debolmente compatte, con poca o nessuna adesione alla roccia circostante. Il basamento roccioso Mesozoico, che risale da 64 a 245 milioni di anni fa, e alcuni vulcanici e basamenti rocciosi Francescani hanno migliore resistenza a scosse e vibrazioni. Con i suoli meno compatti, le vibrazioni saranno più percettibili e dureranno più a lungo.