Prof. David AlexanderProf. David AlexanderD.Alexander@virgilio.itD.Alexander@virgilio.it

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I maremotiI maremotiI maremotiI maremoti

I maremoti - onde sismiche marineI maremoti - onde sismiche marine

tsu'nami - "onde di porto"tsu'nami - "onde di porto"

I maremoti - onde sismiche marineI maremoti - onde sismiche marine

tsu'nami - "onde di porto"tsu'nami - "onde di porto"

Le cause: forze tsunamigeniche:Le cause: forze tsunamigeniche:Le cause: forze tsunamigeniche:Le cause: forze tsunamigeniche:

• spostamenti verticalispostamenti verticali del fondo del del fondo del mare causati da terremoti submarinimare causati da terremoti submarini

• spostamenti orizzontalispostamenti orizzontali del fondo marino del fondo marino

• violente violente eruzioni vulcanicheeruzioni vulcaniche nel mare nel mare (ad esempio, Krakatau 1883)(ad esempio, Krakatau 1883)

• rapide rapide frane e crollifrane e crolli sotto il mare sotto il mare..

Meccanismi di generazione:Meccanismi di generazione:Meccanismi di generazione:Meccanismi di generazione:

• una zona di origine assai limitata tendeuna zona di origine assai limitata tende a causare a causare onde lisce e dispersiveonde lisce e dispersive

• una fonte lunga quanto l'acqua èuna fonte lunga quanto l'acqua è profonda causa profonda causa oscillazioni ritmicheoscillazioni ritmiche

• un maremoto generato su una largaun maremoto generato su una larga area di mare provoca area di mare provoca una grossa ondauna grossa onda su cui viaggiano tante piccole ondesu cui viaggiano tante piccole onde..

Il sisma che genera il maremoto:Il sisma che genera il maremoto:Il sisma che genera il maremoto:Il sisma che genera il maremoto:

• terremoti di terremoti di magnitudo > 6,5magnitudo > 6,5

• epicentro sotto il mareepicentro sotto il mare o sulla costa o sulla costa

• ipocentro poco profondoipocentro poco profondo (<25 km, soprattutto <10 km)(<25 km, soprattutto <10 km)

• non tuttinon tutti i terremoti del genere i terremoti del genere sono tsunamigenicisono tsunamigenici

• è necessario il è necessario il brusco spostamentobrusco spostamento del fondo marinodel fondo marino: l'acqua non è: l'acqua non è una sostanza comprimibileuna sostanza comprimibile..

Fasi dell'esistenza di un maremoto:Fasi dell'esistenza di un maremoto:Fasi dell'esistenza di un maremoto:Fasi dell'esistenza di un maremoto:

• generazionegenerazione

• movimento in movimento in acqua profondaacqua profonda

• movimento in acqua movimento in acqua poco profondapoco profonda

• arrivo alla costa ("arrivo alla costa ("run-uprun-up")")..

Velocità:Velocità:

V = V = (gh)(gh)g = 9,81 m/sec²g = 9,81 m/sec²h = profondità dell'oceano in metrih = profondità dell'oceano in metri

Velocità:Velocità:

V = V = (gh)(gh)g = 9,81 m/sec²g = 9,81 m/sec²h = profondità dell'oceano in metrih = profondità dell'oceano in metri

...se:...se:h = 5500 m,h = 5500 m,v = 230 m/sec = 830 km/hrv = 230 m/sec = 830 km/hr (in condizioni di oceano profondo)(in condizioni di oceano profondo)..

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I maremoti in oceano aperto:I maremoti in oceano aperto:I maremoti in oceano aperto:I maremoti in oceano aperto:

• lunghezze d'ondalunghezze d'onda 150-250 km; 150-250 km; talvolta fino a 1000 kmtalvolta fino a 1000 km

• amplitudineamplitudine in oceano aperto in oceano aperto pochi metripochi metri

• periodoperiodo 10-60 minuti 10-60 minuti

• velocitàvelocità quella di un Boeing 747 quella di un Boeing 747

• quindi, in oceano aperto i maremotiquindi, in oceano aperto i maremoti viaggiano viaggiano rapidamenterapidamente e sono e sono invisibiliinvisibili..

Il viaggio del maremotoIl viaggio del maremotoIl viaggio del maremotoIl viaggio del maremoto

• le onde viaggiano per la trasmissionele onde viaggiano per la trasmissione in avanti dell'in avanti dell'energiaenergia, non dell'acqua, non dell'acqua

• l'acqua si muove in un l'acqua si muove in un elisseelisse

• le onde normali, provocate dal vento,le onde normali, provocate dal vento, interessano la parte superficialeinteressano la parte superficiale dell'oceano; i maremoti coinvolgonodell'oceano; i maremoti coinvolgono l'intera colonna d'acqual'intera colonna d'acqua, fino in fondo, fino in fondo

• le onde le onde perdono energiaperdono energia mentre viaggiano mentre viaggiano

• le onde diventano le onde diventano piccolepiccole a grosse a grosse distanze dal punto di generazionedistanze dal punto di generazione..

Simulazione di unSimulazione di unmaremoto generatomaremoto generatonel Prince Williamnel Prince WilliamSound di AlaskaSound di Alaskadopo 1/2, 1, 2 edopo 1/2, 1, 2 e4 ore di viaggio4 ore di viaggio(esaggerazione(esaggerazioneverticale:verticale:x 3 milioni)x 3 milioni)

L'arrivo alla costa (l'approdo):L'arrivo alla costa (l'approdo):L'arrivo alla costa (l'approdo):L'arrivo alla costa (l'approdo):

• il maggior rischio avviene con maremotiil maggior rischio avviene con maremoti 'near field''near field' (cioè, (cioè, generati localmentegenerati localmente))

• fino a fino a sei onde fortisei onde forti, di cui la seconda, di cui la seconda o la terza può essere la più grandeo la terza può essere la più grande

• alle coste, circa un terzo dei maremotialle coste, circa un terzo dei maremoti cominciano con il cominciano con il ritiro del mareritiro del mare

• le le insenatureinsenature fanno un "effetto imbuto" fanno un "effetto imbuto" aumentando l'amplitudine delle ondeaumentando l'amplitudine delle onde..

Le caratteristiche dell'approdoLe caratteristiche dell'apprododipendono da:dipendono da:Le caratteristiche dell'approdoLe caratteristiche dell'apprododipendono da:dipendono da:

• la la magnitudo dello spostamentomagnitudo dello spostamento dell'acqua al punto di generazionedell'acqua al punto di generazione

• la la distanza dall'originedistanza dall'origine (le onde (le onde perdono la forza mentre viaggiano)perdono la forza mentre viaggiano)

• la la topografia e batimetriatopografia e batimetria della zona della zona marina intorno alla costa (zona neritica)marina intorno alla costa (zona neritica)• la presenza di la presenza di isoleisole, , insenatureinsenature, ecc., ecc.• la la refrazione delle onderefrazione delle onde in acqua poco in acqua poco profonda: velocità ridotta, amplitudineprofonda: velocità ridotta, amplitudine aumentata (fino a 40 metri)aumentata (fino a 40 metri)..

Refrazione delleRefrazione delleonde di unonde di unmaremotomaremotointorno all'isolaintorno all'isoladi di HawaiiHawaii

Altezza delle onde alla costa

Piccolo maremotodi origine vulcanica

sull'isola di Stromboli

La magnitudo del maremotoLa magnitudo del maremotoviene calcolata con la formula:viene calcolata con la formula:

M = 3,32 log HM = 3,32 log HoppureoppureM = logM = log22HH

dovedove HH è l'amplitudine dellaè l'amplitudine della massima ondamassima onda

I I seiche seiche (le sesse)(le sesse): oscillazioni regolari: oscillazioni regolaria periodo lungo di un grandea periodo lungo di un grande

corpo di acqua racchiusa (laghi,corpo di acqua racchiusa (laghi,baie, stretto di mare, braccio,baie, stretto di mare, braccio,

lagune, ecc.)lagune, ecc.)

Effetti dei maremoti all'arrivo sulla costa:Effetti dei maremoti all'arrivo sulla costa:Effetti dei maremoti all'arrivo sulla costa:Effetti dei maremoti all'arrivo sulla costa:

• impatti idrostaticiimpatti idrostatici: sollevare: sollevare e portare via gli oggettie portare via gli oggetti

• impatti idrodinamiciimpatti idrodinamici: strappare edifici,: strappare edifici, erodere e graffiare il terrenoerodere e graffiare il terreno

• effetti di urtoeffetti di urto: oggetti che battano: oggetti che battano..

Effetti idrostatici, idrodinamici e dell'urtoEffetti idrostatici, idrodinamici e dell'urtosull'Isola maggiore di Hawaiisull'Isola maggiore di Hawaii

Effetti idrostatici, idrodinamici e dell'urtoEffetti idrostatici, idrodinamici e dell'urtosull'Isola maggiore di Hawaiisull'Isola maggiore di Hawaii

Danni di maremoto a Seward, Alaska, 1964Danni di maremoto a Seward, Alaska, 1964

Tipici danni ad edifici sulle coste,Tipici danni ad edifici sulle coste,Indonesia, 1994Indonesia, 1994

Silverpit Crater,Silverpit Crater,Mare del Nord:Mare del Nord:impatto diimpatto diun un asteroideasteroide(peso 2 milioni(peso 2 milionidi tonnellate,di tonnellate,diametro 120 m)diametro 120 m)65 milioni di65 milioni dianni fa, conanni fa, conmaremoto nellamaremoto nellaScozia e altroveScozia e altrove

Silverpit Crater,Silverpit Crater,Mare del Nord:Mare del Nord:impatto diimpatto diun un asteroideasteroide(peso 2 milioni(peso 2 milionidi tonnellate,di tonnellate,diametro 120 m)diametro 120 m)65 milioni di65 milioni dianni fa, conanni fa, conmaremoto nellamaremoto nellaScozia e altroveScozia e altrove

Nelle Filippine:

• dal 1603 al 1975 27 maremoti• dal 1603 al 1975 27 maremoti

• fino a 5 metri di altezza• fino a 5 metri di altezza

• particolare vulnerabilità a Mindanao• particolare vulnerabilità a Mindanao

• nel maremoto del 1976: 3000 morti, 8000 feriti e 75.000 senzatetto• nel maremoto del 1976: 3000 morti, 8000 feriti e 75.000 senzatetto

• un maremoto ariverebbe in 16 ore dall'America, 3 ore dal Giappone e 10 minuti dall'adiacente fondo marino.

• un maremoto ariverebbe in 16 ore dall'America, 3 ore dal Giappone e 10 minuti dall'adiacente fondo marino.

Banda Aceh, Indonesia, prima e dopo

Baia di Khao Lak, Tailandia, prima e dopo

Rapportinonlinearitra magnitudodel maremoto,oppure intervallodi ricorrenza,e mortalitàmedia annuale

l'incremento della mortalitàdiminuisce con l'aumentodella magnitudo del maremoto

Sistemi di monitoraggio e allarme:Sistemi di monitoraggio e allarme:Sistemi di monitoraggio e allarme:Sistemi di monitoraggio e allarme:

• Pacific Tsunami Warning SystemPacific Tsunami Warning System (PTWS)(PTWS): 23 nazioni partecipano in: 23 nazioni partecipano in una rete che contiene 69 stazioniuna rete che contiene 69 stazioni di misurazione sismica e 65 puntidi misurazione sismica e 65 punti di misurazione del livello dell'acquadi misurazione del livello dell'acqua

• Progetto THRUST - Tsunami HazardProgetto THRUST - Tsunami Hazard Reduction Utilising Systems TechnologyReduction Utilising Systems Technology:: utilizza comunicazioni satellitari eutilizza comunicazioni satellitari e calcoli con personal computercalcoli con personal computer..

Tempi di viaggio di un maremotogenerato nelle Isole Hawaiiane

Tecniche di monitoraggio:Tecniche di monitoraggio:Tecniche di monitoraggio:Tecniche di monitoraggio:

• i i sismografisismografi e la rapida determinazione e la rapida determinazione dei parametri di un terremotodei parametri di un terremoto

• analisi dei processi di analisi dei processi di tsunamigenesitsunamigenesi (i terremoti sul fondo marino)(i terremoti sul fondo marino)

• analisi via satellite e computeranalisi via satellite e computer in in tempo realetempo reale

• misurazione costante del misurazione costante del livellolivello dell'acquadell'acqua del mare del mare• registratori della registratori della pressionepressione barometrica al fondo marinobarometrica al fondo marino..

Tecniche di monitoraggio:Tecniche di monitoraggio:Tecniche di monitoraggio:Tecniche di monitoraggio:

• stazioni di stazioni di boa a filo tesoboa a filo teso

• stazioni di stazioni di trasduzione della pressionetrasduzione della pressione delle onde lunghedelle onde lunghe

• modellazione fisicamodellazione fisica e digitale e digitale dell'impatto dei maremotidell'impatto dei maremoti in zone costierein zone costiere

• cartografiacartografia dei danni e degli allagamenti dei danni e degli allagamenti immediatemente dopo un maremotoimmediatemente dopo un maremoto..

Misure da prendere contro i maremoti:Misure da prendere contro i maremoti:Misure da prendere contro i maremoti:Misure da prendere contro i maremoti:

• sistemi di sistemi di allarme e preavvisoallarme e preavviso

• moli e moli e difese fisichedifese fisiche sulle coste sulle coste

• strade allargate per strade allargate per evacuareevacuare le le popolazioni delle coste al terreno altopopolazioni delle coste al terreno alto

• togliere le zone urbanetogliere le zone urbane dalle aree più a rischiodalle aree più a rischio..

Kowloon Tong,Kowloon Tong,Hong Kong:Hong Kong:barrierebarrierecontro icontro imaremoti e lemaremoti e leonde marineonde marineprovocate daprovocate datifonitifoni

Kowloon Tong,Kowloon Tong,Hong Kong:Hong Kong:barrierebarrierecontro icontro imaremoti e lemaremoti e leonde marineonde marineprovocate daprovocate datifonitifoni

Misure da prendere contro i maremoti:Misure da prendere contro i maremoti:Misure da prendere contro i maremoti:Misure da prendere contro i maremoti:

• murimuri, , zone alberatezone alberate lungo la costa lungo la costa

• edifici non abitati (a edifici non abitati (a bassabassa intensità di usointensità di uso) sul lungomare) sul lungomare

• altri edifici:altri edifici:- - rinforzatirinforzati- con - con spazi apertispazi aperti a pian terreno a pian terreno- costruiti - costruiti perpendicolariperpendicolari alla spiaggia alla spiaggia..

Le mappe diLe mappe diStefano TintiStefano Tinti(Univ. di Bologna)(Univ. di Bologna)del rischio didel rischio dimaremoto sullemaremoto sullecoste italianecoste italiane