Le magnitudo dei terremoti: perché ne esistono così tante?
Stabilire l'intensità di un evento sismico non è impresa da poco. Ci sono diverse difficoltà e punti di vista da considerare e proprio per questo motivo possono esistere non solo diverse tecniche di misura, ma diversi modi per esprimere la stessa "forza" di un terremoto.
E' sempre stato abbastanza ovvio che definire tale forza in base ai danni arrecati (scala Mercalli) non può rappresentare una misura oggettiva in quanto i danni più che dal terremoto in se dipendono dalle caratteristiche di edifici e costruzioni.
Così, nel 1935, il fisico e sismologo statunitense Charles Francis Richter introdusse il concetto di Magnitudo per rispondere alla necessità di esprimere in forma quantitativa e non soggettiva l'intensità di un terremoto. La Magnitudo Richter è il logaritmo decimale del rapporto fra l’ampiezza registrata da un particolare strumento (il pendolo torsionale Wood-Anderson) e una ampiezza di riferimento. Il valore così ottenuto è quella che viene anche detta Magnitudo Locale (Ml). Richter calibrò una relazione che per ogni aumento di ampiezza di 10 volte delle onde sismiche di frequenza pari a circa 1 Hz, equivaleva un aumento di un grado di magnitudo. La magnitudo Richter quindi è una misura della grandezza relativa tra terremoti e non una stima della reale grandezza dei terremoti.
Ma ha un difetto: può essere calcolata solo per terremoti che si trovino a distanza minore di 600 km dalla stazione che ha registrato l’evento.Per questo motivo ci si è concentrati anche su altri aspetti, come l'energia irradiata, introducendo così altri tipi di scale, le quali in genere partono comunque dall’ampiezza massima registrata dagli strumenti (sismogramma) o dal rapporto fra l’ampiezza e il periodo delle onde sismiche utilizzate per il calcolo.
Tra queste scale annoveriamo:
- la Magnitudo di Volume (Mb) (la lettera b sta per "body waves", cioè onde di volume). E' utilizzata per misurare terremoti distanti più di 600 km e, come dice il nome, si basa sulle onde di volume, che sono quelle onde che si propagano dalla sorgente sismica, attraverso il volume del mezzo interessato, in tutte le direzioni. Ne esitono di 2 tipi, generate contemporaneamente dalla sorgente sismica (tipo P, procedono come le onde acustiche, per successive compressioni e rarefazioni del mezzo in cui si propagano; tipo S, trasversali, sono onde che provocano nel materiale attraversato oscillazioni perpendicolari alla loro direzione di propagazione). In questa Magnitudo viene di solito usato il tipo S.
- la Magnitudo Superficiale (Ms), che utilizza le onde superficiali
- la Magnitudo di Durata (Md). Per terremoti piccoli o moderati a distanza locale o regionale ed è stata introdotta nel 1972. Il suo calcolo si basa sulla durata dell'evento, ottenuta dal sismogramma. In pratica si ritiene che maggiore è la Magnitudo di un evento, maggiore sarà la durata della registrazione. Si tratta di una misura semplice ed immediata e dal 1980 fa parte dei parametri forniti dalla Protezione Civile.
Naturalmente non finisce qui. Altri parametri sono la localizzazione dell’evento e la sua intensità teorica. Si puo dimostrare che la Magnitudo di un evento sismico è strettamente connessa con l’energia irradiata dall’ipocentro. La magnitudo sviluppata dal terremoto è matematicamente legata al logaritmo decimale dell’energia. Da qui è possibile ricavare che una variazione 1 in Magnitudo equivale a un incremento di energia di circa 30 volte. In altre parole, l’energia sviluppata da un terremoto di Magnitudo 6 è circa 30 volte maggiore di quella prodotta da uno di Magnitudo 5 e circa 1000 volte maggiore di quella prodotta da un terremoto di Magnitudo 4.
Ma c'è anche la Magnitudo Momento (Mw) introdotta negli anni '70 da Kanamori derivata dal parametro sismologico momento sismico che equivale al prodotto tra area di faglia, dislocazione e resistenza delle rocce. Il momento sismico e la magnitudo momento rappresentano la migliore stima della reale grandezza del terremoto. Il momento sismico si può calcolare direttamente dal sismogramma, in particolare dalla parte a bassa frequenza (minore di 1Hz) ma la sua determinazione non è immediata. Per questi motivi quando c'è un terremoto viene subito fornita una prima stima, per poi solo successivamente aggiustare il tiro con calcoli più precisi e fornire una magnitudo che può essere una di quelle descritte sopra, secondo i casi.
Fonti: INGV, Blueplanetheart