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Quando il ciclo sismico incontra i mondiali di calcio

Pagina 1: Quando il ciclo sismico incontra i mondiali di calcio
universita insubria

I Mondiali di calcio di Russia 2018 iniziano tra poco, e questo interessante articolo realizzato dal Maria Francesca Ferrario, dottoranda del Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia dell'Università dell'Insubria. La dottoressa Ferrario ci propone un singolare parallelo tra calcio e ciclo sismico (nella prima pagina) e intensità macrosismica (nella seconda pagina). Cosa c'entrano? Leggete e scopritelo!

La Magnitudo: le dimensioni del fenomeno

Un terremoto è il rilascio pressoché istantaneo dell'energia che si è accumulata lungo una superficie di faglia. La quantità di energia sprigionata viene misurata tramite la magnitudo; si valuta in base all'ampiezza delle onde sismiche captate dai sismografi e viene espressa con la scala Richter, che ha natura logaritmica. La differenza di energia sprigionata da un sisma di Magnitudo M e uno di Magnitudo (M + 1) equivale a un fattore di 31,6.

Proviamo a fare un gioco associando il campo dello stadio meneghino di San Siro con la scala Richter. Assumiamo che il campo di S. Siro (105 m di lunghezza per 68 di larghezza, cioè 7.140 m2) equivalga a un sisma con M = 7. Un sisma con M = 6 equivarrebbe all'incirca al cerchio di centrocampo (263 m2), mentre M = 5 sarebbe circa metà dello specchio della porta. Il più forte terremoto mai registrato (Cile 1960, M = 9.5) sarebbe come una città di medie dimensioni (40 km2).

Le sequenze sismiche: riscaldamento / 90 minuti + recupero / tempi supplementari

Le sequenze sismiche sono caratterizzate dall'occorrenza in una stessa zona di numerosi eventi sismici in un intervallo temporale più o meno ristretto. Proseguendo con il parallelo calcistico, l'evento principale (i 90 minuti della partita) sarebbe identificabile con il mainshock, gli eventi precedenti (il riscaldamento) con i foreshock e quelli successivi (i supplementari) con gli aftershock di un sisma. La differenza rispetto ad una partita di calcio è che in un terremoto l'evento principale dura al massimo qualche decina di secondi, mentre l'intera sequenza può durare anche diversi anni.

sismogramma

Le cause: la terna arbitrale (e gli addizionali)

Gli arbitri che regolano l'occorrenza dei terremoti sono processi endogeni a scala globale, come la velocità di movimento delle placche tettoniche, la direzione di movimento relativo e le caratteristiche composizionali dei materiali coinvolti. I fattori addizionali sono i fluidi, la geometria dei piani di faglia o la presenza di barriere (asperità) lungo questi stessi piani.

Il monitoraggio: gli osservatori e le telecamere a bordo campo

Le squadre di alto livello hanno una rete di osservatori che va a caccia di nuovi talenti in giro per il mondo. Allo stesso modo, in giro per il mondo (e nello Spazio) ci sono una serie di stazioni, satelliti e strumenti (sismografi, accelerometri, stazioni GPS) che monitorano il movimento delle placche e gli eventi sismici.

Il match clou viene osservato con dozzine di telecamere, pronte a catturare ogni dettaglio e a documentare tutto ciò che avviene fin dentro gli spogliatoi. In occasione di sequenze sismiche rilevanti, la rete strumentale di monitoraggio viene infittita e ulteriori strumenti, spesso temporanei, che vengono installati nelle zone colpite.

 

rupture vettore
Fagliazione superficiale a seguito del terremoto del Centro Italia del 30 ottobre 2016 (foto scattate il 21 luglio 2017). A sinistra la visione d'insieme; a destra il dettaglio; la parte più chiara rappresenta la porzione del piano di faglia esumato dall'evento sismico.

 

Il "contagio" tra faglie: il passaggio

La liberazione di energia che avviene in concomitanza con un evento sismico "scarica" lo stress accumulato lungo la superficie di faglia; ogni terremoto modifica lo stato di stress delle altre faglie nelle vicinanze tramite un processo detto stress transfer, che porta ad anticipare o ritardare il prossimo terremoto su quelle faglie. Lo stress transfer può essere statico o dinamico; il primo agisce su distanze di pochi chilometri (con un termine calcistico potremmo definirlo un "passaggio corto"), mentre il secondo prevale a grandi distanze, fino a centinaia di chilometri (quella che nel calcio è la "palla lunga").

Gli effetti di sito: la "mattonella"

Ogni giocatore, specie quelli che calciano le punizioni, ha una sua "mattonella" preferita, ossia un fazzoletto di campo da cui le giocate gli riescono meglio rispetto a qualunque altro punto del terreno di gioco.

Allo stesso modo alcune località subiscono effetti più gravi di un sisma rispetto a quelle vicine, per via di fattori topografici o stratigrafici (come presenza di sedimenti suscettibili a fenomeni di amplificazione o liquefazione).

La mitigazione del rischio: l'allenamento

Ci si allena e si studia l'avversario per arrivare alla partita decisiva nelle migliori condizioni possibili. Allo stesso modo, la mitigazione del rischio inizia in primo luogo dallo studio del fenomeno terremoto e dalla conoscenza delle sorgenti sismogenetiche e delle caratteristiche ambientali e costruttive di una regione. La prevenzione deve essere basata sulla diffusione della conoscenza e su misure strutturali come costruzioni antisismiche e adeguamento degli edifici esistenti.

La Coppa del Mondo

I terremoti non si possono impedire e siamo ben lontani dal poterli prevedere con precisione. Non ci sono Coppe del Mondo o Palloni d'Oro da vincere, l'obiettivo di chi studia gli eventi sismici è quello di minimizzarne i costi, in termini di perdita di vite umane e di danni economici.