stampa - onde sismiche - wikipedia

5/17/2018 Stampa - Onde Sismiche - Wikipedia

1/7

26/04/12 Onde sismiche - Wikipedia

Onde sismicheDa Wik ip edi a, l 'e n cic lop ed ia li be ra .Le onde sismiche sono onde che si propaganoattraverso i1 globo terrestre gen erate da lID terremoto, daat tivita vulcanica .0 a rtif ic ia hn en te a d o pe ra d ell'u omot rami te un 'e splos ione .0 u n'a ltr a f orma d i e ne rg iz za zio nedel terreno. Sono onde m eccaniche che sfru ttano leproprieta e Ja stic he d el m ez zo m ate ria le p er la loropro pagazion e (o nd e e1astiche). 0 g gi co n l'affinament.os en sib il e d el 1a s tr ument az i.o n e g eo fis ie a s i e scoperto cheo nd e sism iche, co n un a sca1a di gran de:zza ben in ferio re,sono generate in m aniera c.ontinuativa anche dal vento ed al p ulsare delle on de oceaniche,

Indice1 Descriz ione

1 .1 Cond iz io ni a l c on tomo2 T ipi di onde

2 .1 O nd e n atu ra li2 .1.1 O nde d i v olum e

2.1.1 .1 O nde P2.1.1 .2 O nde S

2 .1 .2 Onde s up er fic ia li2 .1 .2 .1 O nd e d i R ay le ig h2.1.2 .2 O nde di Love

2 .2 0n de a simmetr ic he ( ar tific ia li)3 L o stu dio d elle on de sism ich e

3 .1 V elo cita d elle o nd e sism ic he3 .2 At tenuaz ione3 .3 S tu dio d elle o nd e sism ic he n ella T erra3.4 S tu dio delle o nde sism iche nei test atomicidu rante la gu erra fred da

4 V o ci c orre la te5 Bib liogr af ia6 Note7 Co lle gamen ti e ste rn i

Descrizione

Onde di corpo e Onde di superficie

U n' onda puo essere defin ita com e una perturbazione eJastica che si propaga da punto a punto attraverso lIDmateriale, .0 su l1 a su a sup erficie senza ch e cia im plich i lIDO s p.o stame nto d efin itiv e d i m ate ria le . T ra nn e c he n elleimmediate vicinan ze d i un a sorg ente sism ica n atu rale, so litam ente una faglia, le rocce tom ano nel1a p osizione dip arte nz a, d op o i1 passagg io d ei m oti transien ti p ro do tti d al1 a stessa sorgen te, V ibrazi.on i di qu esto tip op roducono p ic co le d e fu rmazi. on ie1a sti ch e, in ris po sta a lle fu rz e a ge ntia ll'in tem.o d elle ro cc e (s tre ss).La te oria d ell'e1 astic ita lin ea re fomis ce Ie re 1a zio ni m atema tic he p er d esc riv ere , m ed ia nte d efu rm az io ni e te ns io ni,i1moto d el m ateriale (chiam ato d i solito im prop riam ente su olo .0 terreno) causato da una sorgente sism ica.

it.wikipedia.org/wiki/Onde_sismiche 1/7


2/7

26/04/12 Onde sismiche - WikipediaApplicate le giuste con dizio ni al con tomo tale m oto e d es cr iv ib ile a ttr av er so f im zio ni o sc illa nti d el tempo ( on de ).Condizioni al contornoN ello studio di un m ezzo solido un concetto estrem am ente utile e q ue llo d i co ntin uo ; la m ate ria e d es cr itta c omed istribu ita co ntin uam ente n ello sp azio ed omogen eam ente lu ng o Ie tre dim ension i. La s ismo lo gia c on sid era in oltr efen om en i ch e pro du con o d eform azion i piccole (cam biam en ti relativ i d i lunghezza d i c ir ca 10-6) awenute inpicco li period i di tem po (di solito m ino ri d i lora). Inqu esto m odo e p ossibile ap plicare, per la descrizio ne dein ostri fe nome ni, la teoria della deJormazione infinitesima , semp li:fic an do n ote vo hn en te la m atema tic a d elproblema.

Tipi di ondeOnde naturaliLe o nd e sism iche naturali si d iv id on o p rincipah nen te in d ue gran dicategorie, in fim zione di com e Ie onde percorrono il m aterialeperturbato:

Onde d i c or po (body wave i n ing le se) Onde P Onde S

Onde superficiali (surface waves i n ing le se) Onde d i Rayle igh Onde d i L ov e

Onde e l i volumeLe Onde e l i Corpo 0Onde e l i Volume sono quelle onde che sipropagano dalla sorgente sism ica, attraverso il vohnne del m ezzoin te re ss ato , in tutte le d irezio ni. S i dim ostra m atem aticam en te ch eesisto no d ue com pon enti d ella so1u zio ne dell'equazion e delle o nd e, inaltre parole, una sorgente sism ica genera due tip i d i onde di corpo,d is tin te tr a d i lo ro , c hiamate r is pe ttiv amente :

Onde P Onde SOndeP

10.000

Le Onde P s on o o nd e c ompre ss io na li, d ette a nc he lo ng itu din ali 0prim arie. E sse sono sim ili a lle onde acustiche e corrispondono acompression i e rarefazio ni d el m ezzo in cu i viagg ian o; alloropassagg io Ie particelle d el m ateriale attraversato com pio no un m otooscillatorio nella d irezione di propagazione dell'onda. Sono, fra le onde generate da un terrem oto , Ie pill veloci, edunque Ie prim e aw ertite ad una stazione sism ica, da cui il n om e di O nda P (prim aria). La ve loc it a de ll 'onda ede te rmina ta da ll ' equaz ione :

it.wikipedia.org/wiki/Onde_sismiche

Schema sulla propagazione dei diversitipi di onde sismiche

Sismogrammi orientati, con registratele componenti tridimensionali dell'arrivo delle onde PeS, lungo ledirezioni orizzontali Nord-Sud ed Est-Ovest e Vertic ale alia superficieterrestre

2/ 7


3/7


l!:=

con: k ch e r app re senta i1modulo d i i ncompres si bi li ta ; J 1 e i1m odulo di rigidita 0 mod ulo d i ta glio d el m ate ria le ; p 1 a d en sita d el ma te ria 1e a ttr av er sa to d all'o nd a.

S on o 1 e o nd e n orm ah ne nte util izzate durante le cam pagne di sism ica a scopi esplorativi, sia ne11asism ica arifra zio ne c he n e1 1asism ic a a ri:tle ss io ne , v en go no a nc he ch iama te o nd e d i p re ssio ne .

Onde P piane Onde P sferiche

OndeS

Le Onde S 0 onde trasversali sono onde di corpo tali da provocare nel m ateria1e attraversato osci1lazionip erpendi co1ar i a 11alo ro d ir ez ion e d i p ropagaz ion e. Le si puo imrmginare come onde che si propagano su unaco rda di hm ghezza finita, c he v ie ne fa tta o sc i1 1a re n ru ov en do ne le d ue e stremita.U n'im po rta nte c ara tte ris tic a d i q ue ste o nd e e che non possono propagarsi in m ezzi flaid i, in cui i1m odulo dirigidita ( J - L ) e nu ll o. Non e possibile dunque riscontrarle nel m agm a presente nel serbato io m agm atico di unvulcano 0 n el n uc 1e o e ste rn o d e1 1ate rr a. Qu es ta c ar atte ris tic a e stata sto ricam en te m oh o im portan te p er g li stud ig eo fis ic i r ig ua rd an ti 1 a c ompos iz io ne in p ro fo nd ita d e1 1ate rr a. La velocita delle onde S e determinatadall 'equazione

con: J 1 modu lo d i r ig id ita 0 d i ta glio d el ma te ria le ; p densita,

Comparando le due equazioni si vede che la velocita delle O nde S e n ec es sa riamen te in fe rio re a 11 av elo cita d elleO nd e P (essendo p resente, nell'eq uazion e d i q uest'uhim e, i1modulo d i in comp re ss ib ili ta k s em pre p ositiv o); e sseraggitm gon o v elo cita che si ag giran o so litam en te intorn o a16 0- 70% d e11av elo cita delle O nde P . Q uesto e i1motivo per cui esse vengono avvertite sempre dopo le Onde P (da cui la d en om in az io ne o nd e ScomeS ec on da rie ) .Le o nd e S so no o nd e rotazio nali e p osso no essere p o1 arizzate in fi.m zion e d ell'anisotrop ia del m ezzo



4/7

26/04/12 Onde sismiche - Wikipediaattraversato. Le onde S sono generate dall 'incidenza delle onde P su un'interfaccia esisten te al con tatto fra du em ezzi aven ti di:fferenti v elo cita acustiche, tram ite u na con versio ne parziale d ell'en erg ia d elle P in on de S .

Onde S piane Onde S sferiche

Onde supe rficialiLe onde superficiali (0 onde di superficie) vengono a crearsia causa dell'in tersezione delle onde dicorpoc on u na su pe rfic ie d i d isc on tin uitit fisic a, la p ill s tu dia ta d elle q ua li e la su perficie lib era della terra, cioe lasupe rf ic ie d i s ep ar az ion e tra la crosta terrestre e l'atm osfera terrestre. Q ueste onde si propagano guidate hm gola superficie e la loro energia decade esponenziahnente con la profondita (e questa i1m otivo per cui si diconosup erficiah ). Q ueste o nd e v eng on o in do tte facilm ente n elle situazion i in cu i la sorg en te sism ica e p oc o p ro fu nd a.E da sottolineare che in caso di terrem oto , nell'ipocentro sism ico vengono generate direttam ente solo O nde P eOnde S, in quanto queste sono le onde di corpo ch e si pro pag ano all'intem o d ella T erra, attrav erso i su oi strati,m a n on ven go no g enerate d irettam en te Ie on de sup erficiali.La v elo cita d elle o nd e d i s up erfic ie e inferiore alla v elo cita delle on de d i co rp o, p er cu i (sp eciahn ente se l'even toe d is ta nte ) i1 lo ro a rr iv o e successivo all'arrivo delle O nde P ed S. D 'altro canto, l'am piezza e quindi l'energ iaassociata, d i queste onde e notevohnente m aggiore di quella delle onde di corpo. Q uesto fatto si spiega notandoch e han no fro nti d 'o nd a cilind rici, la cu i area risuha 21fXZ, cio sig nifica che per co nserv are l'en ergia (e po ich el'energia e p rop orzion ale al q uad rato d ell'am piezza d ell'o nd a) l'am piezza d ell'o nd a d i sup erficie alla d istan za Xdeve essere proporzionale a 1/X. Il fronte d 'onda delle Onde P ed S invece e sfe ric o e l'a re a re la tiv a e quindi4 1 T X 2 e cio sign ifica ch e f am piezza delle onde di corpo alla distanza X e prop orzion ale a X ~2 e q uin did ecade m oh o p ill velocem ente dell'am piezza d elle on de d i sup erficie.E sistono due tipi d i onde di superficie, chiam ate coi nom i dei due fisici che per prim i le studiarono:

Onde di Rayleigh Onde di Love

Onde di Rayleigh

Quando lID'onda S assieme ad lID'onda P incide sulla superficie libera vengono in parte ritlesse ed in parte sig enera u n'ulteriore on da, data dalla com posizio ne v ettoriale delle d ue, che si pro paga su lla su perficie stessa,chiamata Onda di Rayleigh.Q ueste onde esistono sia in sem ispazi om ogenei (in questa caso la sua velocita e circa 0,92 vo lte la v elo citadelle onde S) che disom ogenei (in cui risuha essere un 'onda dispersa, ossia la sua velocita e a nc he f im z io ne d ellasua frequenza). Per m eglio visualizzarle possiam o immaginare le O nde di R ayleigh com e m oho sim ili a quelle ches i c re an o g etta nd o lID sasso nello stagno, provo cando quindi lIDO scuotimento 0 lID sus suho sull a supe rf ic ied 'acqua. !lloro m ota e v in co la to in lIDO s pa zio v ertic ale c on te ne nte la d ire zio ne d i p ro pa ga zio ne d ell'o nd a.



5/7


Si puo dim ostrare che se si potesse m isurare direttam ente i1m ota di una particella investita da un'onda diR ayleigh vicina alla su perficie, qu esta seg uirebb e un m ov im en to ellittico, retro grado secon do 1a d irezio ne d ipro pagazion e d ell'o nd a. Q ueste eIIissi son o sem pre p ill piccole v ia v ia che aum enta 1a profondita. I punti dico ntatto tra un 'eIIisse e l'ellisse inferiore sono d ei n od i d ella fim zion e, in cu i i1 terren o non si nru ov e.Le o nd e di R ayleig h n on po sso no essere u dite dall'uomo, m en tre m ohi an im ali (u ccelli, rag ni e m oh i m arrn ni:fen)p oss on o a vv isa rn e Ia rriv o. In o ccasio ne del m arem oto d ell'O ceano Indiano , e state detto da mohe fonti che glian im ali presen ti in q uellu og o han no po tu to salv arsi grazie al fatto d i av er sen tito arrivare i1 te rremo to in q ue stam odo. A ttuahnente peri> non ci sono evidenze di questo fatto ,Onde di Love

Le Onde di Love sono onde superficiali, anch 'esse generate dall'incontro delle O nde S con superficie libera delterreno, m a vengono generate solo nei m ezzi in cui 1a velocita delle O nde S aum enta con 1a profondita (quindisiam o in presenza di un m ezzo disom ogeneo) e quindi sono sem pre onde disperse. Le Onde di Love fannovibrare i1 te rre no s ul p ia no o riz zo ntaIe in d ire zio ne o rto go na le risp etto a lla d ire zio ne d i p ro pa ga zio ne d ell'o nd a.La velocita delle onde di Love e mag giore d i q uella delle on de S neg li strati p ill sup erficiali d ella cro sta, m am in ore d ella ste ss a n eg li s tra ti p ill b ass iOnde asimmetriche (artificiali)N elle tecn ich e di lo gg in g per Iesp lo razion e del sotto su olo con p erforazione d i po zzi, v eng on o u tilizzate d elleo nd e p artic o1 ari (o nd e fle ssu ra li), p ro do tte tramite o pp ortu ni tra sm ettito ri, c he si n ru ov on o a sirm ne tric am en telungo 1a parete del foro . Q ueste onde dette onde dipo1ari 0 quadripo1ari, a seconda della form a dei loro lobienergetici, hanno 1a c aratteristica di nruoversi alla velocita delle onde S quando sono generate a basse frequenzee di essere po larizzabili, lu ngo du e piani n orm ali fra lo ro e p ass an ti hmgo Iasse d el foro , ren den do po ssib ilev alu tare e d o rie nta re e ve ntu ali a nis otro pie a cu stic he d elle fo rm az io ni ro cc io se a ttra ve rsa te .Lo studio delle onde sismicheVelocita delle onde sismicheLa velocita dipropagazione di queste onde dipende sia dal tipo di onda che dal mezzo di propagazione, marisuha com unque sem pre m as sirna per le O nde P. A d esem pio, nel granito 1a velocita d i propagazione delleOnde P e di circa 5,5 km /s, quella delle Onde S e 3,0 km /s, m entre nell'acqua 1a velocita delle onde P e circa d i1,5 km/s , Le onde S, come abbiamo gia visto non si possono invece propagare nei m ezzi flu id iII r apporto VpN s e costan te e caratteristico p er og ni tip o di m ateriale. La velocita varia dunque al variare delma te r ia le a tt rave rsa to .AtienuazioneIn generale f attenuazione d ell'e ne rg ia d elle o nd e s ismic he e di norm a quadratica con 1a d istanza perattenuazione isotropica delle onde nella spazio pill un term ine esponenziale negativo con 1a d istanza perattenuazione specifica d ov uta a ll'a ss orb im en to d el p artic o1 are m ez zo d i p ro pa ga zio ne in te re ssa to . T erre nirocciosi coerenti assorbono di pill certe frequenze del sism a rispetto a terreni incoerenti che invece tendono adamplif ic ar e p er r is on an za i1m ovim ento tellurico. D i questi effetti di sito occorre tener conto in sede dip ro ge tta zio ne d eg li e dific i tramite a cc ura ta a na Iis i g eo te cn ic a d el te rre no d i fo nd az io ne e stu di d i m ic ro zo na zio nesismea.



6/7

26/04/12 Onde sismiche - WikipediaStudio delle onde sismiche nella Terra

Per approfondire, vedi la voce sismologia.Lo stud io della pro pag azion e d elle o nde sism ich e all'in tem o della T erra ha c on se ntito a s ismo lo gi, g eo fisic i eg eolog i d i risalire co n bu on a p recisio ne alla stru ttura interna d ella T erra; q uesto rapp resen ta, assiem e allo stu diode i t er remoti , lIDO d ei p rin cip ali o bie ttiv i d ella s ismolo gia mode rn a.Studio delle onde sismiche nei test atomici durante la guerra freddaAnalizzando lID sismograrrnna e facile risalire al tipo d i sorgen te sism ica che lo ha generato e conoscere tutte 1ec ara tte ristic he n ec ess arie a d in div id ua rIa c on p re cis io ne . Q ue sto p erm ette d i d is tin gu ere fu cih ne nte q uin di lIDterrem oto generato da lID m ovim ento tettonico , da una frana, da lID vulcano 0 un 'esplosio ne, U na g ran de sp in taallo stu dio d ei sism ogrammi si e a vu ta n eg li ann i d ella g ue rra fre dd a, n ell' am bito d ella ric erc a m ilita re . Infutti inquesta periodo era necessario da parte di entram bi gli schieram enti contrapposti (U SA e U RSS) conoscere conprecisio ne Ia p otenza d ell'arsen a1e b ellico n ucleare del nem ico . D 'altra p arte, in un a po litica d i equ ilib rio eraaltresi n ecessario, d a p arte di entram bi i b lo cchi, fu r sapere al nem ico di avere a disposizione armi sem pre p iupo tenti. P er m ohi ann i q uind i so no stati esegu iti test nu c1eari (sia sotterran ei ch e in atm osfera) il cui intento eraa nc he (o ltre a llo s tu dio d ell'a nn a a tomic a) p olitic o, infutti o gn i e sp lo sio ne r is uh av a lID chiaro m essaggio per iln em ico su lla p ote nz a e illu og o d ell'e sp lo sio ne .

Voci correlate Terremoto Sism ologia Equazione delle onde O nda longitudinale O nda trasversale

Bibliografia A Id K ., R ichards. P ., 1980 - Quantitative seismology - ed. F reeman, New York. LayT ., W allace T. C ., 1995 Modern Global Seismology. - ed. A cadem ic Press. Robert E. Sher if f; 1 991 , Encyclopedic Dictionary of Exploration Geophysics, Soc ie ty o f Exp lo ra tio n

G eop hy sicists, T ulsa (OK ) IS BN 1 -56 080 -01 8-6

Note

Collegamenti esterni (JiN) P ag in a in cu i ven go no rip ortate delle an im azion i di alcun e o nd e trattate in qu esto artico lo

(http: / /www.kettering.edul~drusseIVDemos/waves/wavemotionhtml)[ i ; i Portale Scienze della Terra: accedi alle voci di W ikipedia che trattano di scienze della Terra ~Ca te go ria : S ismolo gia



7/7

26/04/12 Onde sismiche - Wikipedia U ltim a modi :f ica per 1 a pagina: 12:04, 19 apr 2012. II t esto e disponibiJ .e secondo la licen za C reative C on nn ons A ttrib uzione-C ond iv id i allo stesso m od o;

p oss on o a pp lic ars i c on diz io ni u he rio ri. V ed i I e c on diz io ni d 'u so p er i d etta gli. W ik ip ed ia e u n ma rc hioreg is tra to d ella W ik im ed ia F ou nd atio n, In c.

it.wikipedia.org/wiki/Onde_sismiche 717

stampa - onde sismiche - wikipedia

Documents