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Terremoti, Terremoti,
Vulcani eVulcani e
TsunamiTsunami
in Italiain Italia
Franco BarberiFranco BarberiDipartimento di Scienze GeologicheDipartimento di Scienze Geologiche
Università di Roma TreUniversità di Roma Tre
La Fisica incontra la Città – 2005 Anno della Fisica
Università di Roma Tre, Aula magna del Rettorato
3 marzo 2005
TerremotiTerremotiLa dimensione del problema in ItaliaLa dimensione del problema in Italia
In Italia dal 1000 ad oggi si sono In Italia dal 1000 ad oggi si sono verificati verificati 30.000 terremoti30.000 terremoti, dei quali , dei quali oltre 200 disastrosi, con più di oltre 200 disastrosi, con più di 120.000 vittime120.000 vittime solo nel secolo solo nel secolo scorso e 75 miliardi di Euro negli ultimi scorso e 75 miliardi di Euro negli ultimi 25 anni. Il 40% della popolazione vive 25 anni. Il 40% della popolazione vive in aree a rischio elevato, dove oltre il in aree a rischio elevato, dove oltre il 64% degli edifici non è costruito 64% degli edifici non è costruito secondo le norme antisismiche.secondo le norme antisismiche.
TerremotiTerremoti
Un terremoto avviene quando l’energia lentamente accumulata in rocce deformate elasticamente, viene
istantaneamente rilasciata al momento in cui le rocce si fratturano e si verifica uno spostamento lungo la faglia
Distribuzione dei TerremotiDistribuzione dei Terremoti
I terremoti sono concentrati in fasce che coincidono con i limiti tra le placche litosferiche dove avvengono movimenti
differenziali di allontanamento o di convergenza
TerremotiTerremoti
Intensità (scala Mercalli):
misura empirica degli effetti di un terremoto (max XII grado)
Magnitudo (scala Richter):
misura dell’energia rilasciata dal terremoto ricavata dall’ampiezza dell’onda su un sismogramma (max 9,5)
Terremoti: effetto di sitoTerremoti: effetto di sito
Sismicità dell’Italia (1975Sismicità dell’Italia (1975--2001)2001)
Massime intensità macrosismicheMassime intensità macrosismiche
Il rischio sismico (possibilità di perdite legate a terremoti) dipende in larga misura da:
• la densità di popolazione
• la qualità delle costruzioni
• la preparazione all’emergenza della popolazione e delle autorità
Il terremoto che nel XX secolo ha fatto più vittime (circa 240.000 morti) è avvenuto nel 1976 in Cina, nella provincia del Tang Shan. Fu un terremoto di magnitudo 7.8 (con un aftershock di 7.1) registrato alle 4 del mattino, con la quasi totalità della popolazione all’interno delle proprie case, praticamente tutte in muratura. I decessi furono dovuti al seppellimento sotto muri e solai. Nel 1988 in Armenia un terremoto di magnitudo 6.9 uccise 25.000 persone. Nel 1989 in California, vicino a San Francisco, un terremoto con magnitudo Richter di 7.1 (il terremoto di “Loma Prieta”) uccise 62 persone, la maggior parte delle quali a seguito del collasso di un doppio viadotto autostradale
Rischio SismicoRischio Sismico
Terremoti in ItaliaTerremoti in Italia
Crollo del Palazzo arcivescovile di Benevento durante il terremoto del 1688. Il Cardinal Orsini, arcivescovo della città, precipitò dal primo piano con le rovine dell’edificio. Sopravvissuto al terremoto, divenne poi Papa Clemente XI
Classificazione sismica d’ItaliaClassificazione sismica d’Italia
I segmenti della faglia “sud-appenninica”, con indicazione delle date dei forti terremoti ad essa riconducibili (la superficie dei cerchi è proporzionale al volume focale). I trattini sui segmenti indicano il lato ribassato della faglia normale.
Sismicità di fondo dell’Irpinia. Sono riportati gli eventi con M> 2,5 registrati nel periodo 1983-2002 (dal catalogo INGV)
Early Warning Sismico in Campania
Onde SismicheOnde Sismiche
SismogrammaSismogramma
Rete sismica CampaniaRete sismica Campania
Ogni stazione (cerchi verdi) comprende un sismografo e un accelerometro, entrambi a 3 componenti. Sono indicati i segmenti monitorati della faglia Sud-appenninica
Usi di Protezione Civile: early warning sismico e scenari di danno
Vulcani
Sebbene meno Sebbene meno frequenti e devastanti frequenti e devastanti di terremoti e alluvioni, di terremoti e alluvioni, le eruzioni vulcaniche le eruzioni vulcaniche
episodicamente episodicamente producono grandi producono grandi disastri con molte disastri con molte
vittimevittime
I vulcani attivi d’ItaliaI vulcani attivi d’Italia
COLATE DI LAVA
La loro velocità di
avanzamento è in
genere troppo bassa
per minacciare le
vite umane, ma
possono causare
enormi danni
Eruzioni effusive
Importanti risultati ottenuti all’Etna negli ultimi 20 Importanti risultati ottenuti all’Etna negli ultimi 20 annianni
IL CONTROLLO DELLE COLATE LAVICHE
Preparazione dell’intervento di
deviazione della colata in un
canale artificiale (1992)
La colata deviata
Barriere in terra ortogonali o trasversali rispetto alla Barriere in terra ortogonali o trasversali rispetto alla direzione di avanzamento della lavadirezione di avanzamento della lava
1991-92: l’avanzata della lava
ritardata di un mese 2001: argine a protezione di
insediamenti turistici
IL CONTROLLO DELLE COLATE LAVICHE
ERUZIONI ESPLOSIVEERUZIONI ESPLOSIVEEmissioni di alta energia di gas con frammenti di Emissioni di alta energia di gas con frammenti di
magma: di gran lunga le più distruttivemagma: di gran lunga le più distruttive
I maggiori disastri dovuti a :
flussi piroclastici
es. Mt. Pelée, Martinique,
1902: 29.000 vittime
LAHAR (COLATE DI FANGO)LAHAR (COLATE DI FANGO)
�� da fusione di neve e da fusione di neve e ghiaccioghiaccio
es. Nevado del Ruiz, Colombia es. Nevado del Ruiz, Colombia --1985: 25.000 vittime1985: 25.000 vittime
�� da svuotamento di laghi da svuotamento di laghi cratericicraterici
es. Kelut, Indonesia es. Kelut, Indonesia -- 1915: 1915: 5.110 vittime5.110 vittime
�� da mobilizzazione per da mobilizzazione per pioggia di depositi pioggia di depositi incoerentiincoerenti
es. Vesuvio, 1631: 3.000 vittimees. Vesuvio, 1631: 3.000 vittimePinatubo, 1992
Ricaduta di blocchi e ceneriRicaduta di blocchi e ceneri
�� collasso dei tetticollasso dei tetti
�� danni da blocchi danni da blocchi balisticibalistici
Pinatubo
Sakurajima
�� Mappe e scenari di pericolositàMappe e scenari di pericolosità
�� Studi di vulnerabilità Studi di vulnerabilità
�� Monitoraggio geofisico e Monitoraggio geofisico e geochimicogeochimico per la per la previsione delle eruzioni previsione delle eruzioni
�� Piani di emergenzaPiani di emergenza
�� Misure di mitigazione del rischioMisure di mitigazione del rischio
Molte città nel mondo a rischio per eruzioni vulcaniche. Azioni per la mitigazione del rischio:
Vesuvio: il vulcano a più alto rischioVesuvio: il vulcano a più alto rischioal mondoal mondo
Periodi di riposo con condotto ostruito
interrotti da violente eruzioni esplosive
Dal 1944 siamo in uno di questi periodi
La storia eruttiva del Vesuvio è caratterizzata da:
Periodi di attività persistente a condotto
aperto
(es. 1631-1944)
Effusioni laviche
Violente esplosioni stromboliane
Esplosioni freatomagmatiche
1822
1906
1760
Quando il condotto è aperto:
Sono esplosive, di intensità
variabile, in genere con una fase
pliniana (79 A.D.) o subpliniana
(472 e 1631) (colonna prima
sostenuta e poi collassante) e fasi
freatomagmatiche finali
Eruzioni che interrompono lunghi periodi di riposo
Subpliniane, Vol.=0.1-0.5 km3
Pliniane, Vol.=0.5-5 km3
Pericolosità da ricaduta di cenere
Benevento
Caserta
Sorrento
Nola
Eboli
Pozzuoli
Palma C.
0 7.5 km
NAPOLI
Battipaglia
Salerno
Vesuvio
Pompei
Torre d.Gr.
200
4005 km
300
Avellino
Zona Gialla
collassi attesi dei solai
carico %collassi
200
kg/m2
400
kg/m2
300
kg/m2
7
19
42
Collasso tetti
carico collapses%
Limite zona gialla = 300 kg/m2
BoscorealeTorre del Greco
Portici
Ercolano
S. Sebastiano
Pollena
Sant'AnastasiaSomma Vesuviana
5 km
Napoli
Ottaviano
Terzigno
San Giuseppe V.
Pompei
Torre Annunziata
BoscorealeTorre del Greco
Portici
Ercolano
S. Sebastiano
Pollena
Sant'AnastasiaSomma Vesuviana
5 km
Napoli
Ottaviano
Terzigno
San Giuseppe V.
Pompei
Torre Annunziata
nel 1631
durante gli
eventi subpliniani
durante gli
eventi pliniani
da modelli
fisici
h= 0.3 km
pend. = 16°
h= 1.0 km
pend. = 16°}
estensione massima delle
colate e dei surges piroclastici
limiti della Zona Rossa (confini amministrativi)
Massima estensione dei depositi
eruzioni subpliniane
eruzioni pliniane
Da
modelli
fisici
Limite zona Rossa
Pericolosità da flussi piroclastici
Flussi piroclastici: modellizzazione fisico-numerica
Dall’inizio del fenomeno
in pochi minuti le colate
piroclastiche raggiungono
il mare devastando tutto
sul loro percorso
La messa in sicurezza delle
persone richiede il loro
allontanamento dalla zona
rossa prima dell’inizio
dell’eruzione
Pericolosità da LaharPericolosità da Lahar
•Dalla dispersione delle
ceneri
•Dalla morfologia dei rilievi
sottovento
•Dai dati delle eruzioni
storiche
Il piano Il piano d’emergenzad’emergenza del del VesuvioVesuvio
Zona rossa = esposta all’invasione di flussi piroclastici e lahar. Deve
essere evacuata preventivamente
Abitanti = 586.000 nel 1991 - 551.000 oggi
7 giorni = tempo necessario per l’evacuazione preventiva
Zona gialla = esposta alla ricaduta di piroclastiti (>300 kg/m3)
Abitanti = 1.116.000
-Solo circa il 10-15% sarà interessato in funzione dell’energiadell’eruzione e della direzione dei venti
-Da evacuare dopo l’inizio dell’eruzione(tempo necessario: 2 giorni per 100.000-150.000 persone)
Zona blu = esposta all’invasione di alluvionamenti e lahar
abitanti = 181.000
- solo circa il 20-40% dovranno essere evacuati dopo l’inizio dell’eruzione
Il piano Il piano d’emergenzad’emergenza del del VesuvioVesuvio
Mappa del gemellaggio
Il successo del piano d’emergenza dipende Il successo del piano d’emergenza dipende dalla capacità di previsione dell’eruzionedalla capacità di previsione dell’eruzione
L’inizio dell’eruzione è preannunciato L’inizio dell’eruzione è preannunciato da precursori geofisici e geochimici:da precursori geofisici e geochimici:
-- deformazioni del suolo deformazioni del suolo
-- sismicitàsismicità
-- aumento del flusso di fluidi e di calore aumento del flusso di fluidi e di calore
-- cambiamenti nella composizione chimica cambiamenti nella composizione chimica e isotopica dei gas e isotopica dei gas
�� Successi: Successi: RabaulRabaul, 1995; , 1995; PinatuboPinatubo, , 1991; 1991; IzuIzu--OhshimaOhshima, 1986, 1986
�� Falso allarme: Falso allarme: SoufriereSoufriere, 1976, 1976
�� Mancato allarme: Nevado del Mancato allarme: Nevado del RuizRuiz, , 19851985
Previsione delle eruzioni
AzioniAzioni didi riduzioneriduzione del del rischiorischio
• 35.000 persone hanno lasciato la zona rossa negli ultimi 10 anni:
aumento della consapevolezza del problema?
• Nel 2003 la Regione Campania ha approvato un programma di 15
anni per ridurre la popolazione residente nella zona rossa. Le azioni
comprendono:
� divieto di nuove costruzioni e lotta contro l’abusivismo edilizio (3 M€ annui
per le demolizioni)
� contributo di 30 K€ per famiglia per acquistare un appartamento fuori
dall’area a rischio (30 M€ per anno = 15.000 famiglie in 15 anni)
�Costruzione di edifici residenziali pubblici fuori dell’area a rischio da affittarsi
a famiglie residenti nella zona rossa (118 M€)
�10 M€ per convertire edifici residenziali in attività tipo “bed & breakfast”
investimento totale di 724 M€ per delocalizzare 150.000
residenti
TSUNAMITSUNAMI
Origine degli tsunami
Terremoti con epicentro in mare o in aree costiere
Eruzioni vulcaniche
Frane costiere o sottomarine
Caratteristiche delle onde
Velocità = profondità oceano x g ½ (g=9,8 m/s2)
Altezza massima onda sulle coste = 30 m (Lituya, Alaska 1958 = 60 m)
I più forti terremoti conosciutiI più forti terremoti conosciuti
8,51963 10 13Isole Kurili
8,51938 02 01Mare di Banda, Indonesia
8,51923 02 03Kamchatka
8,61950 08 15Assam-Tibet
8,71965 02 04Isole Rat, Alaska
8,81906 01 31Al largo della costa dell’Ecuador
9,02004 12 26Fossa della Sonda ad W di Sumatra
9,01952/04/11Kamchatka
9,11957/09/03Isole Andreanof, Alaska
9,21964/28/03Prince William Sound, Alaska
9,51960/22/05Al largo del Cile meridionale
Magnitudo
(Mw)
DataLocalità
I più disastrosi tsunami della storia I più disastrosi tsunami della storia
300.000Fossa della Sonda, Indonesia2004
2.182Papua Nuova Guinea1998
8.000Golfo di Moro, Filippine1976
1.250Cile1960
1.997Nankaido, Giappone1946
3.000Sanriku, Giappone1933
2.144Tokaido, Giappone1923
3.620Mare di Banda, Indonesia1899
26.350Sanriku, Giappone1896
36.000Vulcano Krakatoa, Indonesia1883
25.674Cile Settentrionale1868
3.000Nankaido, Giappone1854
15.030Isola di Kyushu, Giappone1792
40.000Mar Cinese Meridionale1782
13.486Fossa di Ryukyu1771
1.700Sanriku, Giappone1766
3.800Lima, Perù1746
30.000Tokaido-Nankaido, Giappone1707
5.233Tokaido-Kashima, Giappone1703
3.000Giamaica1692
2.243Mare di Banda, Indonesia1674
5.000Sanriku, Giappone1611
5.000Nankaido, Giappone1605
2.000Cile1570
VittimeZona sorgenteAnno
Il Terremoto del 26 dicembre 2004Il Terremoto del 26 dicembre 2004
Lo Tsunami del 26 dicembre 2004Lo Tsunami del 26 dicembre 2004
Lo Tsunami del 26 dicembre 2004Lo Tsunami del 26 dicembre 2004
Lo Tsunami del 26 dicembre 2004Lo Tsunami del 26 dicembre 2004
Tsunami distruttivi con sorgente nella Tsunami distruttivi con sorgente nella stessa zona del 26 dicembre 2004 stessa zona del 26 dicembre 2004
36.000Giava e Sumatra-Eruzione esplosiva del
Krakatoa
16/08/1883
diverse migliaiaCosta occidentale di Sumatra>8,2Terremoto nella Fossa
della Sonda a W di
Sumatra
16/02/1861
molteOnda “terribile” da SE investe
l’isola Nias e il settore
centrale della costa
occidentale di Sumatra
7,2Forte terremoto nella
Fossa della Sonda
a W di Sumatra
05/01/1843
numeroseSettore meridionale della costa
occidentale di Sumatra
8,8-9,2Terremoto nella Fossa
della Sonda a W di
Sumatra
24/11/1833
300Settore centrale della costa
occidentale di Sumatra,
Padang invasa dalle acque
>8,0Terremoto nella Fossa
della Sonda a W di
Sumatra
10/02/1797
vittimeArea devastataMInnescodata
Tsunami Tsunami warningwarning system del system del PacificoPacifico
I più forti Tsunami in Italia
Terremoto gennaio 1693 Sicilia orientale (M=6,8) 54.000 vittime
Terremoto e frana febbraio 1783 Calabria tirr. (M=7,0) 36.300 vittime
Terremoto dicembre 1908 Stretto di Messina (M=7,1) 80.000 vittime
Tsunami da collassi di edifici vulcanici:
- Ripetuti a Stromboli (es. 1930, 1944). L’ultimo nel dicembre 2002
- Possibili nei vulcani sottomarini tirrenici
Da terremoti in aree remote (Arco Egeo, Algeria)
Messina 1908 e Stromboli 2002Messina 1908 e Stromboli 2002
Stromboli
1. Un forte terremoto avvertito in aree costiere basse è un avviso naturale di un possibile immediato pericolo. State calmi e spostatevi rapidamente in zone elevate lontane dalla costa.2. Non tutti I forti terremoti provocano tsunami, ma molti lo fanno. Se il terremoto è localizzato vicino all’oceano o sulfondo marino, la probabilità di uno tsunami aumenta. Quando venite informati che un terremoto si è verificato in unazona costiera o nell’oceano, preparatevi a un’emergenza da tsunami.3. Gli tsunami possono verificarsi a qualsiasi ora del giorno e della notte. Essi possono risalire i corsi dei fiumi o deitorrenti che sfociano nell’oceano.4. Uno tsunami non è costituito da una singola ondata, ma da una serie di ondate. Tenetevi fuori dalle zone pericolose finoa che il segnale di CESSATO ALLARME è diffuso dalle autorità competenti.5. L’approssimarsi degli tsunami è talvolta annunciato da significativi abbassamenti o innalzamenti del livello del mare.Questo è un avviso naturale di tsunami e a esso va prestata attenzione.6. Un piccolo tsunami su una spiaggia può essere gigantesco a poche miglia di distanza. Non fate sì che le modestedimensioni di uno vi facciano perdere il riguardo per tutti.7. Prima o poi uno tsunami investirà ogni costa del Pacifico. Tutti gli tsunami, come gli uragani, sono potenzialmentepericolosi, anche se essi possono non danneggiare le coste sulle quali si abbattono.8. Non scendete mai in spiaggia per osservare uno tsunami! QUANDO VEDETE L’ONDA SIETE TROPPO VICINI PERPOTER SCAPPARE. Gli tsunami sono più veloci di quanto possa correre un uomo!9 . Durante un’emergenza da tsunami, l’ufficio locale di protezione civile, la polizia, i vigili del fuoco e le altreorganizzazioni per l’emergenza cercano di salvarvi la vita. Date loro la massima collaborazione.10. Case e costruzioni situate in aree costiere basse non sono sicure. NON RIMANETE in tali edifici se c’è un avviso ditsunami.11. I piani superiori di edifici con molti piani e in cemento armato possono costituire un rifugio se non c’è tempo sufficienteper andare in luoghi elevati lontani dalla costa.12. Se siete su una barca o su un battello spostatevi verso acque profonde (almeno 200 m). Se le condizioniatmosferiche sono molto cattive, può essere meno rischioso lasciare l’imbarcazione attraccata al molo e muoversi a piediverso aree elevate.13. Onde capaci di fare danni e correnti irregolari e imprevedibili possono condizionare le condizioni del porto per un certotempo dopo l’impatto dello tsunami. Accertatevi della sicurezza del porto prima di farvi ritorno con la vostraimbarcazione.14. Rimanete sintonizzati sulle stazioni radio locali, sulla radio della NOAA o sulle stazioni televisive duranteUn’emergenza da tsunami: I bollettini emanati dalla Protezione Civile possono salvarvi la vita.
Norme di comportamento in caso di tsunami
nel Pacifico
Per difendersi occorre Per difendersi occorre conoscereconoscere