1. I Due Metodi di Misura: Intensità e Magnitudo
Per valutare la gravità e la forza di un terremoto si utilizzano due scale di misura concettualmente differenti: la Scala Mercalli (basata sugli effetti visibili prodotti sugli edifici, sulle persone e sul territorio) e la Scala Richter (basata sull'energia effettiva rilasciata all'ipocentro e misurata strumentalmente).
2. La Scala Mercalli (MCS - Mercalli-Cancani-Sieberg)
Ideata originariamente dal sismologo Giuseppe Mercalli e successivamente modificata, la scala MCS misura l'Intensità di un terremoto in base agli effetti e ai danni provocati in una determinata località:
- Si articola in 12 gradi espressi con numeri romani (dal I grado, terremoto strumentale avvertito solo da pochissime persone, fino al XII grado, distruzione totale con sconvolgimento del paesaggio).
- Limiti principali: È una scala fortemente soggettiva, poiché dipende dalla qualità edilizia delle costruzioni locali, dalla densità della popolazione e dalla natura del suolo. Lo stesso terremoto avrà quindi intensità differenti a seconda della località considerata (massima all'epicentro e decrescente allontanandosi).
3. La Scala Richter (Magnitudo)
Messa a punto dal sismologo Charles Richter nel 1935, questa scala misura la Magnitudo, ovvero la quantità di energia liberata all'ipocentro del sisma, calcolata a partire dall'ampiezza massima delle onde registrate dai sismografi.
- È una scala oggettiva e strumentale: a un determinato terremoto corrisponde un unico valore di magnitudo, indipendentemente dal luogo in cui viene registrato o dai danni provocati.
- La scala è teoricamente aperta verso l'alto (anche se i terremoti naturali raramente superano magnitudo 9.5 a causa della resistenza limite delle rocce).
La magnitudo (\(M\)) si basa sul logaritmo decimale dell'ampiezza massima delle onde sismiche (\(A\)). A causa di questa formulazione matematica, un incremento di un'unità intera sulla scala Richter corrisponde a un aumento di circa 10 volte dell'ampiezza delle onde e a un incremento di circa 31,6 volte dell'energia meccanica rilasciata (\(E\)): $$\log_{10}\left(\frac{E_2}{E_1}\right) = 1.5 \cdot (M_2 - M_1)$$ Ciò significa che un terremoto di magnitudo 6 libera circa 31.6 volte l'energia di un terremoto di magnitudo 5, e ben 1000 volte (\(31.6 \times 31.6\)) l'energia di un sisma di magnitudo 4.
4. Tabella di Confronto: Mercalli vs Richter
Per comprendere appieno la differenza tra le due grandezze, si possono riassumere le loro caratteristiche principali:
- Cosa misura: La Scala Mercalli misura gli effetti e i danni; la Scala Richter misura l'energia rilasciata.
- Natura della scala: Mercalli è qualitativa e basata su 12 gradi empirici; Richter è quantitativa, strumentale e basata su una progressione logaritmica.
- Variazione geografica: L'intensità Mercalli varia da zona a zona in base ai danni; la magnitudo Richter è un valore unico per ciascun evento sismico.
📝 Esercizio Svolto: Calcolo dell'Incremento Energetico tra Terremoti
Confrontare l'energia liberata da un forte terremoto di magnitudo \(M_1 = 5.0\) con quella di un evento disastroso di magnitudo \(M_2 = 7.0\) sulla scala Richter, utilizzando la relazione energetica.
Svolgimento analitico:
- Calcolo della differenza di magnitudo (\(\Delta M\)): $$\Delta M = M_2 - M_1 = 7.0 - 5.0 = 2.0$$
- Applicazione della formula dell'energia: $$\log_{10}\left(\frac{E_2}{E_1}\right) = 1.5 \cdot 2.0 = 3.0$$
- Risoluzione dell'equazione logaritmica: $$\frac{E_2}{E_1} = 10^{3.0} = 1000$$
🎯 Conclusione: Un terremoto di magnitudo 7.0 libera un'energia pari a 1000 volte quella di un terremoto di magnitudo 5.0.