Subito dopo un terremoto, la prima informazione che si tende a cercare è la magnitudo: un valore che dovrebbe dare delle precise indicazioni riguardo l’entità del sisma. Tuttavia, in merito alla sua definizione ed alla sua unità di misura, c’è molta confusione che genera spesso approssimazione ed un’errata comprensione dei dati ricevuti. Cerchiamo adesso di chiarire nel dettaglio alcuni concetti fondamentali della sismologia.
In sintesi la scala Richter confronta l’ampiezza delle oscillazioni registrate con l’ampiezza del sistema di riferimento, è quindi molto rapida, ma meno precisa in quanto dipende da tipo di strumentazione utilizzata e dal luogo del sisma, la Magnitudo Momento (mw) sfrutta invece il concetto di momento sismico, che mette in relazione l’area della faglia coinvolta, la sua rigidità ed il suo spostamento. E’ dunque una misurazione più affidabile, ma con delle tempistiche di rilevazione più lunghe.
Analizziamo adesso i concetti da un punto di vista più tecnico.
Magnitudo e scala Richter
Il termine magnitudo (dal latino = grandezza) definisce una grandezza strumentale, in grado di caratterizzare in modo oggettivo l’entità del fenomeno sismico secondo una scala relativa. Il fisico e sismologo statunitense Charles Francis Richter, insieme al collega Beno Gutemberg, fu il primo a comprendere che le onde sismiche irradiate dai terremoti potevano fornire una stima diretta della loro forza. Attraverso il metodo sperimentale raccolse quindi i dati delle onde sismiche di un gran numero di terremoti e sviluppò un sistema per misurare la loro magnitudo: lo scienziato partì dalla teoria che maggiore fosse l’energia rilasciata dal terremoto e maggiore sarebbe dovuta essere l’ampiezza del movimento del suolo ad una data distanza. A questo punto passò alla calibrazione: misurò l’ampiezza massima delle onde di taglio (onde S) registrate dai sismometri con un periodo di circa 1 secondo (in quel caso utilizzò i sismometri Wood-Anderson e valutò i terremoti registrati nella Caifornia del Sud). Numericamente, l’equazione ottenuta è del tipo:
M = log * (ampiezza oscillazione registrata/ampiezza oscillazione di riferimento)
Con una Stazione Sismica a 100 Km dall’epicentro.
Una delle osservazione che è assolutamente necessario fare e che riguarda la relatività di questo sistema di misura è che esso dipende da tipo di strumentazione utilizzata e dal luogo in cui è stato rilevato il sisma. In sostanza tale magnitudo viene calcolata abbastanza rapidamente con stazioni della rete locale (tipo Wood Anderson) a 600 km massimo dall’epicentro ed il campo di applicabilità è vasto, ma risulta meno precisa proprio perché Locale. Nonostante ciò, per decenni, è stata ed è tutt’ora un metodo fondamentale che ha permesso di valutare l’entità di un sisma, rendendo così i terremoti una grandezza fisicamente misurabile.
Magnitudo Momento (mw)
La Scalda di magnitudo del momento sismico, introdotta da Kanamori, subentra alla scala Richter dagli anni settanta, come aggiornamento e nel tentativo di aumentarne la precisione. I sismologi hanno infatti sentito la necessità di sviluppare una scala standard di magnitudo che fosse completamente indipendente dal tipo di strumento utilizzato. Questa nuovo sistema di misura si basa sul concetto di momento sismico. Per comprenderne il significato è bene quindi definire fisicamente il momento come la forza per il braccio (cioè per la distanza dal centro di rotazione di un sistema). A questo punto cerchiamo di immaginare due blocchi di faglia a contatto che si muovono l’uno rispetto all’altro attraverso un moto relativo, e cerchiamo di esprimere matematicamente il momento di un terremoto. Otterremo un’equazione del tipo:
Momento (M0) = Rigidità x Area della Faglia x Spostamento della superficie
Dove la rigidità corrisponde alla resistenza alle deformazioni.
A questo punto occorre convertire il momento sismico in un valore di magnitudo, ed è possibile farlo attraverso l’equazione:
Mw = 2/3 (log M0 – 10,73)
In definitiva la Magnitudo Momento (mw) ha dei tempi di calcolo molto lunghi, ma molto attendibili, in quanto vengono utilizzate le onde di volume a periodi lunghi (T>30 sec.) registrate su stazioni a scala globale (Rete Sismografica Globale), con distanze ipocentrali anche di 2000 km.
