Come nasce un terremoto: dalle faglie alle onde sismiche

La domanda: come può muoversi all’improvviso un terreno solido?

Il pavimento sembra immobile, poi vibra: che cosa è cambiato sotto i nostri piedi? Nel caso di un terremoto tettonico, è avvenuto uno scorrimento rapido tra porzioni di roccia. La parola «tettonico» indica che il fenomeno è legato alle deformazioni e ai movimenti della parte esterna della Terra.

Questa parte esterna comprende la crosta e una porzione del mantello sottostante ed è suddivisa in placche, grandi porzioni di roccia in lento movimento. Il loro spostamento non avviene ovunque in modo regolare: alcune zone restano bloccate mentre le rocce circostanti continuano a deformarsi. Il contrasto tra il caricamento lento e lo scatto rapido è il punto da capire.

Una faglia è una superficie lungo cui le rocce scorrono

Una faglia è una frattura, o una zona di fratture, lungo la quale due blocchi di roccia si spostano l’uno rispetto all’altro. Non bisogna immaginarla necessariamente come una voragine aperta: le superfici possono rimanere a contatto, premute una contro l’altra.

Lo spostamento può avere direzioni diverse. Nelle faglie normali un blocco scende rispetto all’altro; nelle inverse risale; nelle trascorrenti il movimento è soprattutto laterale. San Andreas, in California, è un esempio celebre di quest’ultimo tipo. La fotografia mostra il suo tracciato nel paesaggio: una recinzione segue approssimativamente la faglia accanto a un rilievo erboso.

Una faglia non scatta continuamente. Può rimanere bloccata per periodi lunghi oppure, in alcuni tratti, scorrere lentamente senza produrre un grande terremoto. Conoscere la sua presenza non equivale a sapere quando si muoverà.

L’energia si accumula nelle rocce

Anche una roccia rigida può deformarsi leggermente sotto l’azione di una forza. Entro certi limiti la deformazione è elastica: il materiale tende a recuperarla quando la sollecitazione diminuisce. Nel frattempo immagazzina energia, proprio come una molla tesa, pur deformandosi in modo molto meno evidente.

Per visualizzare il meccanismo, immaginiamo un blocco appoggiato su una superficie ruvida e tirato attraverso una molla. All’inizio il blocco resta fermo per l’attrito, mentre la molla si allunga. Quando la trazione riesce a vincere la resistenza, il blocco scatta e la molla si accorcia. L’INGV usa un apparato di questo tipo nella divulgazione.

È un modello, non una copia del sottosuolo: nelle faglie reali intervengono geometrie irregolari, materiali diversi e l’interazione con altre faglie. L’analogia spiega però perché un movimento lentissimo possa alimentare uno scatto. Il terremoto non crea l’energia al momento della scossa: ne libera una parte precedentemente accumulata.

Dal punto di rottura alle onde che sentiamo

Il punto in profondità dove comincia il terremoto si chiama ipocentro. L’epicentro è il punto sulla superficie posto verticalmente sopra di esso. Sono due riferimenti diversi: il pallino su una carta geografica non significa che tutto il terremoto sia avvenuto in quel singolo punto.

La rottura può propagarsi lungo una porzione di faglia. Da questa regione partono onde sismiche, cioè perturbazioni che trasportano energia attraverso le rocce. Le onde P comprimono e dilatano il materiale nella direzione in cui avanzano. Le onde S lo fanno oscillare trasversalmente e arrivano più tardi, perché sono più lente.

Per riconoscere la differenza, pensa a una lunga molla: puoi comprimerla lungo il suo asse oppure scuoterla di lato. Anche questo è soltanto un modello visivo. I sismometri registrano le oscillazioni del terreno; confrontando i segnali di più stazioni si possono ricavare informazioni sulla posizione e sulle dimensioni dell’evento.

Perché la stessa scossa ha effetti diversi

La magnitudo descrive la grandezza del terremoto alla sorgente. L’intensità descrive invece gli effetti osservati in un luogo: ciò che avvertono le persone e ciò che accade agli oggetti, agli edifici e all’ambiente. Uno stesso evento può quindi avere intensità diverse da una località all’altra.

Contano la distanza e la profondità della sorgente, ma anche le caratteristiche del sottosuolo, che possono modificare o amplificare il movimento. Per i danni conta inoltre come è costruito un edificio e come risponde alle oscillazioni. Due paesi vicini non sono necessariamente sottoposti allo stesso scuotimento, né hanno costruzioni altrettanto vulnerabili.

Per questo il solo numero della magnitudo non racconta tutte le conseguenze. E quando due persone descrivono sensazioni differenti, non è detto che una delle due si sbagli: possono aver vissuto condizioni locali realmente diverse.