Come leggere un sismogramma: guida semplice
Cosa rappresentano le linee di un sismogramma, come funziona un sismografo e come i sismologi determinano magnitudo e distanza di un terremoto.
Cos'è un sismogramma
Un sismogramma è la registrazione grafica dei movimenti del suolo causati dalle onde sismiche. È prodotto da uno strumento chiamato sismografo (o sensore sismico) e rappresenta il modo in cui il terreno si muove nel tempo in un determinato punto.
In un sismogramma classico, l'asse orizzontale rappresenta il tempo e l'asse verticale il movimento del suolo (spostamento, velocità o accelerazione). In assenza di attività sismica, la traccia è una linea quasi piatta, con piccole oscillazioni dovute al "rumore sismico" di fondo (traffico, vento, onde marine).
Come funziona un sismografo
Il principio di funzionamento di un sismografo si basa sull'inerzia: una massa sospesa tende a restare ferma mentre il terreno (e il telaio dello strumento) si muove durante un terremoto.
I sismografi moderni utilizzano sensori elettronici (accelerometri e velocimetri) che convertono il movimento del suolo in segnali elettrici digitali. La rete sismica italiana dell'INGV comprende oltre 500 stazioni distribuite su tutto il territorio nazionale, che trasmettono i dati in tempo reale al centro di acquisizione.
Ogni stazione registra il movimento del suolo su tre componenti: verticale (Z), nord-sud (N) e est-ovest (E), per catturare le oscillazioni in tutte le direzioni.
Le onde sismiche: P, S e superficiali
Un terremoto genera diversi tipi di onde, che viaggiano a velocità diverse e producono movimenti diversi del suolo:
Onde P (Primarie o di Compressione)
- Le più veloci: 5-8 km/s nella crosta terrestre.
- Sono le prime ad arrivare al sismografo.
- Muovono il terreno nella direzione di propagazione (come un fisarmonica).
- Si propagano attraverso solidi, liquidi e gas.
- Producono un movimento di compressione e dilatazione.
Onde S (Secondarie o di Taglio)
- Più lente delle P: 3-5 km/s nella crosta.
- Arrivano dopo le onde P.
- Muovono il terreno perpendicolarmente alla direzione di propagazione.
- Si propagano solo attraverso i solidi (non attraversano il nucleo esterno liquido della Terra).
- Generalmente più ampie delle onde P e più dannose.
Onde superficiali (Love e Rayleigh)
- Le più lente ma spesso le più distruttive.
- Si propagano lungo la superficie terrestre.
- Onde Love: movimento orizzontale di taglio.
- Onde Rayleigh: movimento ellittico (simile alle onde del mare).
- Dominano il sismogramma per terremoti di grande magnitudo.
Come leggere un sismogramma passo per passo
Ecco come interpretare un sismogramma tipico di un terremoto regionale:
- Rumore di fondo — Prima dell'arrivo delle onde sismiche, la traccia mostra piccole oscillazioni irregolari: è il rumore sismico ambientale.
- Arrivo delle onde P — Un cambiamento improvviso nella traccia, generalmente con oscillazioni rapide e di piccola ampiezza. I sismologi identificano questo momento come il "primo arrivo".
- Arrivo delle onde S — Dopo un intervallo (la differenza S-P), arrivano le onde S con oscillazioni più ampie. Maggiore è l'intervallo tra P e S, maggiore è la distanza dall'epicentro.
- Onde superficiali — Per terremoti significativi, seguono oscillazioni di grande ampiezza e bassa frequenza: sono le onde superficiali, le più energetiche.
- Coda sismica — Le oscillazioni diminuiscono gradualmente fino a tornare al livello del rumore di fondo. La durata della coda è proporzionale alla magnitudo.
Determinare distanza e magnitudo
La distanza epicentrale
La differenza di tempo tra l'arrivo delle onde P e delle onde S (intervallo S-P) permette di calcolare la distanza tra la stazione e l'epicentro. Con i dati di almeno 3 stazioni si può determinare la posizione esatta dell'epicentro tramite triangolazione.
Regola empirica: ogni secondo di intervallo S-P corrisponde a circa 8 km di distanza.
La magnitudo
La magnitudo locale (ML), la scala Richter originale, si calcola dall'ampiezza massima delle onde registrate, corretta per la distanza dalla stazione. La formula tiene conto della risposta dello strumento e dell'attenuazione delle onde con la distanza.
Per eventi più grandi, si usa la magnitudo momento (Mw), calcolata dal momento sismico derivato dall'analisi spettrale del sismogramma.
Sismogrammi nell'era digitale
Oggi i sismogrammi sono completamente digitali. I dati delle stazioni sismiche italiane vengono trasmessi in tempo reale al Centro Nazionale Terremoti (CNT) dell'INGV a Roma, dove algoritmi automatici:
- Rilevano i primi arrivi delle onde P.
- Calcolano automaticamente magnitudo e localizzazione.
- Emettono un bollettino automatico entro 2-5 minuti dall'evento.
- Un sismologo di turno rivede e conferma i parametri.
Su Italia Terremoti puoi consultare in tempo reale i parametri di ogni evento sismico registrato dalla rete INGV. Per approfondire come viene misurata la magnitudo, leggi la guida sulla scala Richter.