Scala Richter
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La Scala Richter (o, più correttamente, magnitudo locale ML) è un sistema usato per la valutazione della grandezza di un terremoto.
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[modifica] Generalità
A differenza del metodo di valutazione tradizionale, la Scala Mercalli, che valuta l'intensità del sisma basandosi sui danni generati dal terremoto e su valutazioni soggettive, la magnitudo Richter tende a misurare l'energia sprigionata dal fenomeno sismico su base puramente strumentale.
La magnitudo Richter non dipende dallo stile edilizio della regione colpita e non ha divisioni in gradi. Quest'ultima caratteristica, dovuta al fatto che la magnitudo viene calcolata attraverso un algoritmo e non per attribuzione di valori discreti, rende imprecisa la dizione "scala Richter" sebbene il termine sia largamente in uso sui media e spesso dagli specialisti stessi.
Sviluppata nel 1935 da Charles Richter in collaborazione con Beno Gutenberg, entrambi del California Institute of Technology, la scala era stata fatta originariamente solo per essere usata in una particolare area della California, e solo su sismogrammi registrati da uno strumento particolare, il sismografo a torsione di Wood-Anderson. Richter usò inizialmente valori arrotondati al più vicino quarto di magnitudine, ma in seguito si usarono i decimi di magnitudine. L'ispirazione per questa tecnica fu la scala delle magnitudini apparenti usata in astronomia per descrivere la luminosità delle stelle e di altri oggetti celesti.
[modifica] Definizione
La definizione originaria che Richter diede di ML corrispondeva al logaritmo in base dieci della massima ampiezza d'onda sismica (in millesimi di millimetro) registrata su un sismografo standard (Wood-Anderson o suo equivalente) ad una distanza di 100 chilometri dall'epicentro del sisma.
Essendo assai improbabile che la distanza del sismografo dall'epicentro sia esattamente pari a 100 km, è necessaria una correzione, che può essere effettuata tramite calcoli o più semplicemente attraverso un metodo grafico.
Richter scelse arbitrariamente una magnitudine zero per un terremoto che mostri uno spostamento massimo di un micrometro sul sismografo di Wood-Anderson, se posto a 100 km di distanza dall'epicentro del terremoto, cioè più debole di quanto si potesse registrare all'epoca. Questa scelta permetteva di evitare i numeri negativi, perlomeno con gli strumenti dell'epoca. La scala Richter però non ha alcun limite inferiore o superiore, e i sismografi moderni, molto più sensibili, registrano normalmente terremoti con magnitudini negative.
Il problema maggiore della scala Richter è che i valori sono solo debolmente correlati con le caratteristiche fisiche della causa dei terremoti. Inoltre, vi è un effetto di saturazione verso le magnitudini 8,3-8,5, dovuto alla legge di scala dello spettro dei terremoti, a causa del quale i tradizionali metodi di magnitudine danno lo stesso valore per eventi che sono chiaramente differenti. All'inizio del XXI secolo, la maggior parte dei sismologi considera le tradizionali scale di magnitudini obsolete, e le ha rimpiazzate con una misura chiamata momento sismico, più direttamente relazionata con i parametri fisici del terremoto. Nel 1979 il sismologo Hiroo Kanamori, anch'egli del California Institute of Technology, propose la Moment Magnitude Scale (MW), grazie alla quale è possibile esprimere il momento sismico in termini simili alle precedenti scale di magnitudo.
[modifica] Magnitudo ed intensità
La magnitudo (detta anche magnitudine, ma è da preferirsi il primo termine per non confonderla con quella astronomica) non va confusa con l'intensità. Le scale di intensità, come la Rossi-Forel la scala Mercalli, sono usate per descrivere gli effetti del terremoto. L'intensità dipende dalle condizioni locali (presenza e tipo di costruzioni, distanza dall'epicentro, etc.) e non è una misura della grandezza di un terremoto. Per esempio, un terremoto di uguale magnitudo può avere intensità diversa se avviene in pieno deserto (dove nessuno può avvertirlo), oppure in un centro abitato (dove può provocare danni e vittime).
Eventi con magnitudo di 4,5 o più grande sono abbastanza forti da essere registrati dai sismografi di tutto il mondo. I terremoti più grandi registrati sono di magnitudo 8 o 9 ed avvengono con frequenza di circa uno all'anno. Il più grande mai registrato avvenne il 22 maggio 1960 in Cile, ed ebbe una magnitudo (MW) di 9,5.
[modifica] Tabella
| magnitudo | TNT equivalente | Frequenza |
|---|---|---|
| 0 | 1 chilogrammo | circa 8.000 al giorno |
| 1 | 31,6 chilogrammi | |
| 1,5 | 178 chilogrammi | |
| 2 | 1 tonnellata | circa 1.000 al giorno |
| 2,5 | 5,6 tonnellate | |
| 3 | 31,6 tonnellate | circa 130 al giorno |
| 3,5 | 178 tonnellate | |
| 4 | 1000 tonnellate | circa 15 al giorno |
| 4,5 | 5600 tonnellate | |
| 5 | 31600 tonnellate | 2-3 al giorno |
| 5,5 | 178000 tonnellate | |
| 6 | 1 milione di tonnellate | 120 all'anno |
| 6,5 | 5,6 milioni di tonnellate | |
| 7 | 31,6 milioni di tonnellate | 18 all'anno |
| 7,5 | 178 milioni di tonnellate | |
| 8 | 1 miliardo di tonnellate | 1 all'anno |
| 8,5 | 5,6 miliardi di tonnellate | |
| 9 | 31,6 miliardi di tonnellate | 1 ogni 20 anni |
| 10 | 1000 miliardi di tonnellate | sconosciuto |
Si calcola che un grammo di TNT che esplode nel sottosuolo sviluppi un'energia dell'onda sismica pari a 22 milioni di erg.
Ecco di seguito le scale Richter e la scala Mercalli confrontate:
| magnitudo Richter | energia (J) | grado Mercalli |
| < 3,5 | < 1,6 · 107 | I |
| 3,5 | 1,6 · 107 | II |
| 4,2 | 7,5 · 108 | III |
| 4,5 | 4 · 109 | IV |
| 4,8 | 2,1 · 1010 | V |
| 5,4 | 5,7 · 1011 | VI |
| 6,1 | 2,8 · 1013 | VII |
| 6,5 | 2,5 · 1014 | VIII |
| 6,9 | 2,3 · 1015 | IX |
| 7,3 | 2,1 · 1016 | X |
| 8,1 | > 1,7 · 1018 | XI |
| > 8,1 | - | XII |
La seguente tabella descrive i tipici effetti di terremoti di varie magnitudini vicino al loro epicentro. La tabella è necessariamente approssimata, perché gli effetti possono variare in base ad una gran quantità di fattori, come la distanza dall'epicentro, il tipo di terreno che può smorzare o amplificare le scosse, e il tipo di costruzioni.
| magnitudo Richter | effetti sisma |
|---|---|
| 0- 1.9 | può essere registrato solo mediante adeguati apparecchi. |
| 2- 2.9 | solo coloro che si trovano in posizione supina lo avvertono; un pendolo si muove |
| 3- 3.9 | poca gente lo avverte come un passaggio di un camion; vibrazione di un bicchiere |
| 4- 4.9 | normalmente viene avvertito; un pendolo si muove notevolmente; bicchieri e piatti tintinnano; piccoli danni |
| 5- 5.9 | tutti lo avvertono scioccante; possibili fessurazioni sulle mura; i mobili si spostano; alcuni feriti |
| 6- 6.9 | Tutti lo percepiscono; eventualmente panico; crollo delle case; spesso feriti; pericolo di vita; onde alte |
| 7- 7.9 | panico; pericolo di vita negli edifici; solo alcune costruzioni rimangono illese; morti e feriti |
| 8- 8.9 | ovunque pericolo di vita; edifici inagibili; onde alte sino a 40 metri |
| 9 e più | catastrofe; eventualmente un grande spostamento della superficie terrestre |
