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In che modo il terremoto di Città del Messico del 1985 ha cambiato la nostra comprensione dei terremoti?
Il 19 settembre 1985 si verificò un violento terremoto a Città del Messico, con epicentro situato sulla costa del Pacifico a centinaia di chilometri dalla città. Nonostante il suo epicentro distante, il terremoto ha causato ingenti danni all’interno della città e ha spinto a ripensare la propagazione delle onde sismiche e la progettazione sismica degli edifici. Con il verificarsi dei disastri, gli scienziati hanno acquisito nuove conoscenze sul comportamento di propagazione delle onde sismiche in diverse condizioni geologiche, in particolare sull'effetto di amplificazione della geologia superficiale sull'accelerazione dei terremoti.
Risultati dello studio: i movimenti sismici nel terreno superficiale possono essere fortemente amplificati se le condizioni geologiche non sono favorevoli (ad esempio i sedimenti).
Definizione di effetto della localizzazione del terremoto
L'effetto di localizzazione del terremoto si riferisce al fenomeno per cui le onde sismiche vengono amplificate negli strati geologici superficiali. Durante il processo di propagazione, quando le onde sismiche raggiungono l'interfaccia di diversi strati geologici, si verificano riflessione e rifrazione, con conseguenti cambiamenti nell'ampiezza delle onde. Soprattutto in situazioni come i bacini di sedimentazione a flusso, questo fenomeno è più significativo, influenzando ulteriormente la prestazione sismica dell'edificio.
Esempio del terremoto di Città del Messico del 1985
Nel caso di Città del Messico, sebbene l'epicentro del terremoto fosse situato molto lontano, quando le onde sismiche raggiunsero la città, causarono danni senza precedenti a causa dell'amplificazione delle onde da parte dei sedimenti sotto la superficie. L'indagine ha mostrato che la stazione di Campos vicino all'epicentro ha registrato un'accelerazione di 150 centimetri al secondo, mentre la stazione di Teacalco, a 200 chilometri dall'epicentro, ha registrato solo 18 centimetri, il che riflette chiaramente l'attenuazione durante la propagazione delle onde sismiche.
Dopo aver attraversato il bacino sedimentario, le onde sismiche a Città del Messico si sono rimbalzate e hanno innescato un effetto di risonanza, che ha aumentato significativamente l'accelerazione sismica.
Analisi teorica: teoria dello strato orizzontale
Quando discutiamo dell'effetto della localizzazione del terremoto, possiamo anche condurre un'analisi teorica basata sulla struttura a strati della crosta terrestre. Supponendo uno speciale strato sedimentario sopra un semispazio elastico uniforme, le onde sismiche vengono riflesse e rifratte in queste interfacce. In questo caso siamo in grado di stimare matematicamente le variazioni dell’ampiezza delle onde a diverse frequenze, soprattutto per quanto riguarda lo spessore e la velocità delle onde dello strato sedimentario sovrastante.
Effetto bacino di fango a Caracas
Effetti simili dovuti alla localizzazione dei terremoti hanno stimolato ricerche approfondite in altre città come Caracas. In città, i bordi dei bacini sedimentari favoriscono la propagazione delle onde superficiali durante i terremoti. L’analisi mostra che un tale effetto di rotazione può far sì che le onde sismiche aumentino l’ampiezza da cinque a dieci volte rispetto a quanto accadrebbe normalmente.
Quando il contrasto di velocità tra lo strato sedimentario e la zona a mezz'aria è sufficientemente ampio, l'effetto di amplificazione delle onde sismiche diventerà più evidente.
Riepilogo
Il terremoto di Città del Messico del 1985 non solo ha rivelato le differenze nella propagazione delle onde sismiche in diverse condizioni geologiche, ma ha anche cambiato il modo di pensare alla progettazione sismica nei progetti di costruzione. Ingegneri e scienziati iniziarono a prestare maggiore attenzione all'impatto delle condizioni geologiche sull'effetto di amplificazione delle onde sismiche, cosa che promosse anche il progresso dell'ingegneria sismica e della ricerca sulla prevenzione dei disastri. Possiamo ancora ignorare il profondo impatto delle proprietà geologiche sui terremoti quando si progettano edifici e infrastrutture urbane oggi?
