Struttura della terra

Gli TsunamiTsunami significa letteralmente onda di porto

Il termine tsunami viene dato ad un'onda gigantesca di altezza anomala che si abbatte con furia spaventosa seminando morte e distruzione.

Per comprendere gli tsunami, occorre prima di tutto distinguerli dalle onde generate dal vento e dalle maree.

TERRA: un PIANETA in EVOLUZIONE

La caratteristica della Terra è di avere MOLTA energia nelle sue viscere

Come mai il suo interno è così caldo?

LA NASCITA DEL SISTEMA SOLARE

nebulosa di Orione

La storia del Sistema Solare inizia circa 5 miliardi di anni fa.

All'interno di una nebulosa, polveri e gas cominciano ad avvicinarsi tra loro, forse per la compressione di una onda d'urto di una supernova, oppure per una perturbazione gravitazionale indotta da una stella di passaggio o per i moti di rotazione della nostra Galassia.

Fatto sta che una porzione comincia a schiacciarsi su se stessa dando origine alla giostra del nostro Sistema Solare...


Quattro fasi principali

La nebulosa si contrae in un disco

I PROTO PIANETI si formano e si scaldano!

Gli urti fanno aggregare le particelle

Le particelle più grandi attirano quelle piccole

gravità

p l a n e t e s i m i

P R O T O P I A N E T A



Collisioni tra particelle

Particelle come sassi o granelli di polvere

In questa FASE: il collasso della nebulosa scalda i pianeti>>> la temperatura sale a più di 1000 GRADI!

In aggiunta il bombardamento meteorico aggiunge calore “DA IMPATTO)"



LA NASCITA DEL SISTEMA SOLARENELLA SECONDA FASE: accade la differenziazione gravitativa

gli elementi pesanti (come il ferro) PRECIPITANO verso il centro

>>> la temperatura sale a 3000-4000 GRADI!

Ferro ElementiPiù leggeri

Crosta

Mantello

Nucleo interno di ferro solido

Nucleo esterno di ferro liquido

NELLA TERZA FASE: comincia il DECADIMENTO RADIOATTIVO

•gli elementi RADIOATTIVI (come L’URANIO) cominciano a trasformarsi e a

cedere CALORE

>>> la temperatura sale a 5000-5.500 GRADI!


LA NASCITA DEL CALORE TERRESTRE

Fase 1: AGGREGAZIONEil processo di aggregazionedelle particelle da crescere

ilpianeta e la temperatura Il bombardamento di

asteroidi fornisce Un ulteriore riscaldamento

Fase 2: DIFFERENZIAZIONE

gli elementi leggeri salgonoverso la superficie

Gli elementi pesanti scendonoverso il basso e la discesa produce molto calore

Fase 3: DECADIMENTO RADIOATTIVOGli elementi radioattivi perdonoenergia (scintillano) e scaldanol’interno della Terra

Ricapitolando:

La nebulosa si contrae in un disco La TERRA si forma e si scalda

Gli elementi pesanti cadono al centro La temperatura cresce a 6.000 gradi e inizia l’evoluzione del nostro pianeta

Nucleo interno

Nucleo interno

Nucleo esterno

LA STRUTTURA DELLA TERRA

La Terra quindi è molto calda all'interno!

1. Conduzione

* il flusso di calore = 100 mW/mq

* ciò significa che una superficie di terreno di 1.000 mq può accendere una lampadina da 100W.

Sembra poco ma estrapolato alla superficie terrestre il calore rilasciato in un anno è pari a 10 VOLTE l'energia prodotta dall'uomo nello stesso periodo di tempo! (10E 21 Jaule)

2.Convezione >> risalita >>VULCANI

Come viene trasmesso questo calore all'esterno?

LA STRUTTURA DELLA TERRA

CROSTA Spessore 10-70 km

MANTELLOSpessore 2.700 km

NUCLEOESTERNOSpessore 2.350 km

NUCLEOINTERNOSpessore 1.250 km

PS: E’ stato grazie ai TERREMOTI che abbiamo conosciuto la struttura della terra!

Esistono due tipi di CROSTA Continentale che è più leggera e Oceanica, più pesante

I TERREMOTI

Abbiamo detto che la crosta è fragile (sottile e rigida) e quindi se posta sotto tensione a lungo ….. prima o poi si ……….

I TERREMOTI

SI ROMPE!

La superfice di rottura viene chiamata FAGLIA è proprio li che si genera il TERREMOTO

http://www.youtube.com/watch?v=yOGoKCK17a4

Come si misura un terremoto?

Giuseppe Mercalli Charles Richter

Scala da 1 a 12 in base ai danni

In base all'energia rilasciataScala da 0,1 a circa 10 (9,5 il record registrato nel 1960 in Cile)

La Crosta è fragile...

Facciamo un passo indietro...

A partire dalla scoperta dell'America le navi che dall'Europa esploravano il mondo allora conosciuto cominciano a riportare indietro i rilievi delle coste conosciute, permettendo la creazione delle prime carte geografiche mondiali.

A Lato: la celebre mappa di Piri Reis

Già nel lontano 1620 il filosofo e saggista inglese Francesco Bacone nel suo trattato Novum Organum, in riferimento a questa osservazione, pur ammettendo che la circostanza poteva essere “un fatto del tutto casuale”, tuttavia faceva cenno ad una eventuale separazione fra Africa e America Meridionale.

Francis Bacon e la strana coincidenza...

Dalla Francia le prime conferme: Snider Pellegrini

Idea giusta, suffragata da qualche considerazione paleontologica.Una “ingenuità”: la separazione creata dal...il diluvio universale! Ma era il 1858...

Alfred Wegener e la Deriva dei Continenti

Nel 1912, un meteorologo tedesco, Alfred Wegener, ipotizzò lo spostamento dei continenti. Secondo Wegener un tempo i continenti erano uniti tra di loro in un solo continente: la "Pangea". Questa, successivamente, si fratturò in più parti che arrivarono poi ad occupare gradualmente le posizioni attuali dei continenti. La comunità scientifica, soprattutto quella dei geologi, attaccò duramente Wegener contestando la parte più debole della sua teoria, quella cioè secondo la quale le varie parti della Pangea alla deriva si erano aperte un varco attraverso l'oceano, fenomeno, questo, che sfidava apertamente tutte le leggi (di allora) della fisica.

La tomba di Wegener

La Pangea di Alfred Wegener

COME SI SPOSTANO i CONTINENTI?

I Moti Convettivi nel Mantello

I MOTI CONVETTIVI sono movimenti che interessano soltanto il MANTELLO. La causa di questi spostamenti è la grande differenza di temperatura, che comporta quindi variazioni di densità. Infatti la parte profonda del mantello è a contatto con il NUCLEO che arriva alla temperatura di oltre 4000 gradi mentre la parte più esterna è a contatto con la CROSTA TERRESTRE che è decisamente più fredda.

Le correnti convettive, salendo e distribuendosi poi sotto la CROSTA, trascinano le PLACCHE. Il materiale, allontanandosi dalle zone di riscaldamento, si raffredda appesantendosi, per poi sprofondare di nuovo nel mantello. SI FORMANO DEI MOTI CIRCOLARI. I moti sono lentissimi, ma anche procedendo con un ritmo di pochi centimetri l'anno, nel corso di milioni di anni, gli spostamenti si fanno grandi. Questi movimenti, producono sulla crosta delle spaccature chiamate FAGLIE, terremoti, VULCANI e la formazione delle montagne (OROGENESI).

Una unica spiegazione possibile: Moti Convettivi nel Mantello

Porzioni più calde risalgono verso la superficie della terra

Porzioni più fredde ridiscendono verso il centro della terra

Riassumendo

1) materiale risale dal mantello fino alla crosta

2) Si creano delle celle convettive, con altro materiale più freddo che sprofonda verso il basso

3) dove arriva l'apice di un cella la crosta si assottiglia e si rompe

4) materiale nuovo si aggiunge a formare nuova crosta

5) la crosta “vecchia” viene spinta lontana, si crea nuova crosta, di tipo oceanico.

Le zone in cui avviene ciò prendono il nome di MARGINI DIVERGENTI

I MARGINI DIVERGENTI

L'Islanda è un'isola praticamente divisa tra 2 continenti!

I MARGINI DIVERGENTI

Un ponte tra due placche in Islanda!

I VARI TIPI DI MARGINI

Ovviamente se nuova cresta viene creata, la vecchia dove va a finire?



I MARGINI DELLE PLACCHE TETTONICHE

- Margini Divergenti o costruttivi

- Margini Convergenti o distruttivi

- Margini trascorrenti o conservativi

I TERREMOTI IN GIAPPONE

I MARGINI CONVERGENTI

Uno tsunami si forma quando si sposta una grande massa d'acqua. Un disturbo del fondo marino, come il movimento lungo una faglia dovuto a un forte fenomeno sismico (di magnitudo almeno 6-7 della scala Richter o superiore), che provoca un dislocamento (spostamento), anche di pochi centimetri, verso l'alto di un certo volume d'acqua.

In generale si puo' affermare che qualunque causa in grado di perturbare verticalmente una colonna d'acqua sufficientemente grande muovendola dalla sua posizione di equilibrio e' in grado di originare uno tsunami; dunque possono a pieno titolo essere causa di tsunami oltre ai terremoti marini, eruzioni vulcaniche, esplosioni, frane, movimenti tettonici sottomarini e cadute di asteroidi.

E' da specificare pero' che un forte sisma non causa necessariamente uno tsunami: tutto dipende dal modo in cui si modifica il fondale marino nei dintorni della faglia, e dal tipo di spostamento che crea, come vedremo meglio in seguito.

Vediamo i vari tipi di Tsnumani

I terremoti con epicentro in mare o in aree costiere possono causare la formazione di tsunami inducendo spostamenti significativi del fondo marino. La dimensione del terremoto e' in genere legata alla magnitudo del terremoto (abbiamo detto almeno di magnitudo 7 della scala Richter o superiore), ma e' molto importante anche il senso del movimento, in quanto gli tsunami sono per lo piu' generati da spostamenti verticali (sollevamento o sprofondamento). Movimenti di tipo orizzontale (con piano di faglia verticale) hanno minore capacita' di generare maremoti.

Da Ricordare: a differenza del vento, il terremoto muove TUTTA la colonna d'acqua.

Tsunami sismico

I vulcani subaerei che si trovano lungo le zone costiere e i vulcani sottomarini possono indurre la formazione di tsunami in diversi modi. Le eruzioni esplosive di vulcani subaerei possono comportare la formazione e lo scorrimento di colate piroclastiche e colate di fango di grandi dimensioni il cui ingresso in mare puo' comportare lo spostamento rapido di masse d'acqua consistenti. La formazione di tsunami sara' piu' probabile nel caso di collassi strutturali del vulcano (sprofondamenti calderici dopo grandi eruzioni esplosive) o di grandi valanghe di detriti sul tipo di quella che ha segnato l'inizio dell'eruzione del Monte St Helens (USA) nel 1980.

Tsunami vulcanico

Tsunami da franamento

Movimenti franosi di qualsiasi origine, purche' di grandi massa e velocita', soprattutto quando interessano specchi d'acqua relativamente chiusi (baie, laghi), sono capaci di generare tsunami.

Tsunami da Meteoroide

A alle cause precedenti, tutte di origine terrestre ne va aggiunta anche una esterna, costituita dal possibile impatto con oggetti cosmici per esempio asteroidi o comete.

A questi eventi sono collegati i depositi di MEGA-TSUNAMI, che sono stati riconosciuti in alcuni affioramenti geologici.

Difendersi dagli Tsunami IIl Pacific Tsunami Warning Center (PTWC), gestito dalla National Oceanic and Atmospheric Administration, con sede a Ewa Beach, nelle Hawaii, è uno dei due centri d'allerta tsunami degli Stati Uniti d'America. Fa parte di un sistema internazionale di allerta tsunami con competenza per l'area del Pacifico. L'altro centro di allerta tsunami americano è il West Coast/Alaska Tsunami Warning Center (WC/ATWC), che ha sede a Palmer, in Alaska, che serve l'area costiera occidentale del Canada e degli Stati Uniti, escluso lo stato delle Hawaii. Il Pacific Tsunami Warning Center è nato nel 1949, progettato dopo il terremoto che sconvolse l'area del Pacifico nel 1946 causando 165 morti nella Hawaii e in Alaska. Dopo il Maremoto dell'Oceano Indiano del 2004, ha esteso la sua competenza anche all'oceano indiano e aree adiacenti.

Prima di entrare nel dettaglio degli tsunami, sulla loro formazione, propagazione e sugli effetti e' bene prendere un po' di confidenza con i termini tecnici piu' frequenti:

Lunghezza d'ondaLa lunghezza d'onda e' la distanza tra due punti posti in uguale posizione sull'onda (per esempio le creste o le fosse). La lunghezza d'onda delle onde oceaniche normali e' dell'ordine dei 100 metri, quello degli tsunami 200 Km.Altezza d'ondaL'altezza d'onda e' la distanza tra il punto piu' alto e il punto piu' basso dell'onda. L'ampiezza d'onda si riferisce all'altezza dell'onda sulla linea di mare calmo (in genere e' uguale a 1/2 della altezza d'onda).Frequenza o periodoLa frequenza (o periodo) e' il tempo necessario al passaggio di una intera lunghezza d'onda da un punto stazionario.Velocita': la velocita' delle normali onde oceaniche hanno valori max di 90 Km/h, mentre gli tsunami possono raggiungere velocita' 10 volte maggiori. Ovviamente la velocità di un'onda e' uguale alla lunghezza d'onda divisa per il periodo: V=L / P

Velocità

L’onda si propaga in acqua alta con una velocita' paragonabile a quella di un aereo di linea (500-1000 Km/h), con una lunghezza d'onda che e' circa 600 volte la sua altezza, rendendo di fatto la sua presenza quasi impercettibile.

L’onda rallenta non appena entra in acque basse (riducendosi fino a circa 90 Km/h in prossimità' delle coste, per l'effetto secca che si crea per il basso fondale), e qualche volta invade la terraferma quasi come farebbe un'alta marea. Altre volte invece, a seconda della forza che le ha generate e della struttura del mare e del suo fondale, ne concentrano l’energia in una mostruosa muraglia d'acqua.

Tsunami: gli effetti

L’energia dell'onda infatti e' compressa in un volume sempre piu' piccolo via via che essa si propaga in acque sempre piu' basse, la cresta dell'onda e' quindi costretta a rallentare per poi pero' venire incalzata da quella successiva. Questo fenomeno ne aumenta sia l'altezza (la massima altezza che raggiunge l'onda viene indicata con il termine inglese di runup) sia la velocita' e la potenza mano a mano che la massa d'acqua si avvicina alla costa; da cio' deriva il nome tsunami che significa letteralmente onda di porto. Se il ventre dell'onda di tsunami raggiunge la costa prima della sua cresta, questo provoca inizialmente un fenomeno di brutale abbassamento del livello del mare (il cosi' detto drawdown), succhiando letteralmente il mare (che pare ritirarsi) alla costa, per poi pero' essere velocemente seguito dall'arrivo della cresta dell'onda che induce l'innalzamento repentino del livello del mare creando il runup.

Il tutto e' mostrato nell'immagine qui sopra dove: in mare aperto (1) l'onda e' caratterizzata da una limitata ampiezza ed e' quasi impercettibile. Al diminuire della profondità del fondale (2) si innesca il fenomeno del runup (3) ed il muro d'acqua si riversa sulla costa (4) spingendosi nell'entroterra.

1

2

3

4

I danni principali che gli tsunami sono capaci di arrecare sono connessi alla natura distruttiva delle onde. Effetti secondari sono rappresentati dai detriti scagliati come proiettili dall’onda, dall’erosione rapida che puo' compromettere le fondamenta delle costruzioni, dagli incendi che possono essere conseguenza della distruzione delle linee elettriche e delle condutture del gas. Gli effetti terziari riguardano la possibilita’ di compromettere la fertilita’ dei terreni e la potabilita' delle falde acquifere.

Scala di Ambraseys-Sieberg di intensita' degli tsunamiI - molto debole - Onda percettibile solo dai mareografi. II – debole - Onda avvertita da persone che vivono vicino alla spiaggia e hanno familiarita’ col mare. Osservata solo su spiagge molto piatte.III - abbastanza forte - Onda avvertita da tutti. Inondazione di coste a dolce pendenza. Piccole imbarcazioni spinte sulla spiaggia. Modesti danni alle strutture leggere vicino alla costa. Negli estuari inversione alla corrente dei fiumi.IV – forte - Inondazione delle spiagge fino a una altezza definita caso per caso. Leggera erosione dei terreni non consolidati. Danni alle strutture leggere prossime alla riva. Piccoli danni alle strutture in muratura sulla costa. Insabbiamento di imbarcazioni o loro trascinamento al largo. Detriti galleggianti lungo le coste. V - molto forte - Inondazione delle spiagge fino a una altezza definita nelle diverse zone. Danni significativi alle strutture in muratura lungo la spiaggia. Distruzione delle strutture leggere. Forte erosione. Oggetti galleggianti e animali marini sparsi sulla riva e lungo la costa. Tutti i tipi di imbarcazione, a parte le grandi navi, sono scaraventate a terra o trascinate in mare aperto. Alte ondate sugli estuari dei fiumi. Danni alle costruzioni portuali. Persone affogate. Onda accompagnata da un forte rombo. VI – disastroso - Totale o parziale distruzione di tutte le costruzioni fino a una determinata distanza dalla spiaggia. Inondazione della costa fino a una notevole altezza. Danni forti anche alle grandi navi. Alberi sradicati e troncati. Molte vittime.

Tsunami in Italia

Si tratta di uno dei maggiori tsunami che hanno interessato le coste italiane dell'Adriatico meridionale. Lo tsunami fu innescato da un terremoto e colpì la zona costiera tra Fortore e San Nicandro, nei pressi del Lago di Lesina nel Gargano Settentrionale.La zona, dopo un primo ritiro delle acque, venne completamente sommersa dal mare. Il fronte d'acqua associato allo tsunami deve essere stato veramente impressionante: cronache dell'epoca riferiscono che la città costiera di Termoli "precipitò" nel mare; sicuramente si tratta di un'iperbole letteraria, ma rende molto bene la drammaticità dei fatti.Anche altre città furono interessate dall'evento. A Manfredonia, città costiera uscita praticamente indenne dagli effetti del terremoto, si registrò un runup dell'ordine di 2-3 metri.

1627 Gargano Sisma a terra 11 grado ME Runup 3 metri Scala 5

La Calabria sperimentò la più violenta e persistente sequenza di terremoti di cui si abbia memoria negli ultimi duemila anni. Il giorno 5 febbraio venne dato l'avvio a tale terribile sequenza con un terremoto che innescò uno tsunami che colpì duramente le coste calabresi da Messina a Torre del Faro e da Cenidio a Scilla. Messina, Reggio Calabria , Roccella Ionica, Scilla e Catona ebbero le strade allagate e l'acqua del mare si addentrò nella terraferma per quasi due chilometri.Il giorno seguente si verificò una seconda scossa tellurica e il conseguente tsunami provocò un grandissimo numero di vittime, soprattutto nella Calabria meridionale (Scilla): la particolarità di questo tsunami è che non venne innescato direttamente dalla scossa di terremoto, ma dallo scivolamento in mare di una parte del Monte Paci. Molti abitanti di Scilla, spaventati dalla terribile sequenza delle scosse, cercarono rifugio sulla spiaggia, ma qui vennero sorprese dalla terribile ondata alta fino ai tetti delle case: le vittime in seguito allo tsunami furono oltre 1.500. Il massimo runup (9 metri) venne registrato a Marina Grande (Scilla), ma in molte altre località (Peloro, Torre del Faro, Punta del Pezzo) il fronte d'acqua raggiunse la già notevole altezza di circa 6 metri.

1783 Calabria tirrenica Sisma a terra 11 grado ME Runup 9 metri Scala 5

1908 Stretto di Messina Sisma a terra 11-12 grado ME Runup 13 metri Scala 6Il più intenso dei terremoti in Italia, che provocò un violentissimo tsunami, in assoluto il più grande mai

registrato nel nostro Paese, che ovunque si manifestò con un iniziale ritirarsi delle acque del mare seguito dopo pochi minuti da almeno tre grandi ondate che portarono ovunque distruzione e morte. Le località più duramente colpite furono Pellaro, Lazzaro e Gallico sulle coste calabresi e Riposto, S. Alessio, Briga e Paradiso su quelle siciliane.I maggiori runup furono registrati a S. Alessio (11.7 metri) e a Pellaro (13 metri), ma in molte altre località l'altezza dell'onda fu di 8-10 metri, e dovunque le case situate nelle vicinanze della spiaggia vennero spazzate via dall'impeto dell'onda.

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