LA DINAMICA DEL NOSTRO PIANETA E LE CATASTROFI NATURALI
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Accademia
dei
Lincei,
Lezioni
Lincee
di
Matema9ca
e
Scienza,
Roma
26
Marzo
2015
LA
DINAMICA
DEL
NOSTRO
PIANETA
E
LE
CATASTROFI
NATURALI
Claudio
Faccenna
faccenna@uniroma3.it
Dipar&mento
Scienze
-‐
Università
Roma
TRE
TERREMOTI E TSUNAMI
Giappone 11 Marzo 2011 -‐ Tsunami
Giappone 11 Marzo 2011 -‐ Tsunami
Danni ~ $235miliardi ViJme ~ 16,000 RoKura della centrale nucleare di Fukushima
ERUZIONI VULCANICHE
Tambora, 1815 -‐ Stratovolcano in Indonesia -‐ Due poten9 eruzioni 9po pliniane con colonne alte sino a 43km in 5 giorni di Aprile -‐ Flusso piroclas9co Distruzione dei Regni di Sanggar and Tambora -‐ ViJme 10,000 -‐ Ricaduta pirocla9ca distrusse le piantagioni. ViJme ~80,000 di fame -‐ Eruzione causò un raffreddamento globale: 1816 “Anno senza estate”
Islanda
Eyja^allajökull
eruzione
-‐
Eruzione
con
colonna
di
cenere
iniziata
April
14,
2010
-‐
TuJ
I
voli
blocca9
15-‐
23
Aprile
2010
-‐
Perdite
per
ca.
200
milioni
$
/
giorno
hKp://www.mrietze.de/
Reuters
FRANE
Qual
è
l’origine
di
ques9
even9
naturali
?
• E’
possibile
prevederli
?
• E’
possibile
impedire
che
un
evento
naturale
si
trasformi
in
catastrofe
?
QUAL
È
L’ORIGINE
DI
QUESTI
EVENTI
NATURALI
?
Un
viaggio
nel
nostro
pianeta
per
comprenderne
la
dinamica
La
deriva
dei
con9nen9
Alfred Wegener
Un
po’
di
storia:
La
Pangea
secondo
Alfred
Wegener
1915.
Wegener
propose
la
teoria
del
deriva
con=nentale”–ovvero
tuJ
I
con9nen9
erano
uni9
in
un
supercon9nente
Pangaea.
Alfred
Wegner
(1915)
Questa
teoria
fu
rifiutata
poichè
la
«The
Origin
of
Con&nents
spostamento
dei
con9nen9
sulla
litosfera
rigidà
and
Oceans”
sembrò
implausibile.
Lo
scioglimento
dei
ghiacciai:
isostasia
e
il
“mare
di
lava”
Lo
scioglimento
della
caloKa
glaciale
induce
un
sollevamento.
Dalla
velocità
è
possibile
s9mare
22
la
viscosità
del
mantello
10
Pa
s
(Haskell,
1935)
,
valore
a
tuK’oggi
confermato.
Il mantello terrestre al microscopio Visione al microscopio Cristallo di Olivina, principale del mantello terrestere componente del mantello terrestre
La
prova
della
deriva
dei
con9nen9
:
l’espansione
degli
oceani
Il movimento delle placche
La
teoria
della
teKonica
delle
placche
Dehydra=ng
Le
placche
si
muovono
per
azione
dell’espansione
oceanica
lungo
le
dorsali
per
poi
scendere
nelle
zone
di
subduzione
all’interno
del
mantello.
Ma
quali
sono
le
forze
in
gioco?
La
convezione
del
mantello:
il
motore
della
teKonica
delle
placche
Il
carburante
dei
rischi
geologici
:
il
calore
Calore
rilasciato
dal
sistema
Terra=
46TW
(
1
TeraWaK
=
1012W=trillione
W
Mille
miliardi
di
W
-‐
40%
decadimento
radioaJvo
-‐
60%
calore
primordiale
(sin
dalla
formazione
del
Becker
and
Faccenna
(2012)
pianeta)
La
forma
della
convezione
Shijie
Zhong
webpage
Convezione
Mantello
–
Simulazioni
al
Computer
blu
è
materiale
che
scende,
giallo
risale
Simulazione
numeriche
convezione
nel
mantello
terrestre
Zhong
and
Gurnis
(1995)
Movie
at
Michael
Gurnis
webpahe
La
conferma
dalla
sismologia:
tomografia
globale
Eterogeneità nel mantello
terrestre:
-Origine termica
-Origine composizionale
Ritsema, van Heijst & Woodhouse (1999)Simulazione
del
processo
di
convezione
|v| = 3.1 cm/yr
!|v|" = 3.1 cm/yr
observed plate velocity
modeled plate velocity Becker, 2006
Faccenna et al., 2013
Modello
numerico
di
convezione
mostra
come
ora
sia
possibile
simulare
il
moto
delle
placche
indoKo
dai
processi
di
convezione
distribuzione sismicità e vulcani “anello di fuoco” dipende dalla convezione
Ciclo
sismico
e
la
frizione
tra
le
placche
JP
Avouac
website
Il
Mediterraneo
GPS compilation by Serpelloni et al., 2007
Un
mosaico
di
piccole
placche
con
sismicità
crostale
diffusa
Evoluzione del Mediterraneo
Evoluzione del Mediterraneo
Evoluzione del Mediterraneo
Evoluzione del Mediterraneo
Evoluzione del Mediterraneo
Evoluzione del Mediterraneo
Simulazione
numerica
delle
celle
conveJve
nel
Mediterraneo
Faccenna
and
Becker
(2011)
Ricostruzione delle celle conveJve nel Mediterraneo
La
pericolosità
in
Europa
:
modello
probabilis9co
INGV
webpage
Probabiilità
(in
%)
che
un
dato
picco
di
accelerazione
del
suolo
avvenga
nei
prossimi
50
anni.
La
pericolosità
sismica
in
Italia
ISTITUTO NAZIONALE DI GEOFISICA E VULCANOLOGIA
Mappa di pericolosità sismica del territorio nazionale
(riferimento: Ordinanza PCM del 28 aprile 2006 n.3519, All.1b)
espressa in termini di accelerazione massima del suolo
con probabilità di eccedenza del 10% in 50 anni
riferita a suoli rigidi (Vs30> 800 m/s; cat.A, punto 3.2.1 del D.M. 14.09.2005)
< 0.025 g
0.025 - 0.050
0.050 - 0.075
0.075 - 0.100
0.100 - 0.125
0.125 - 0.150
0.150 - 0.175
0.175 - 0.200
0.200 - 0.225
0.225 - 0.250
0.250 - 0.275
0.275 - 0.300
Po
Sa
S
U
A F P
Pa
Le sigle individuano isole
per le quali è necessaria
una valutazione ad hoc 0 50 100 150 km
Pe
Elaborazione: aprile 2004
Fonte:
INGV
webpage
Il
Rischio
+ =
RISCHIO
evento
naturale
aree
densamente
popolate
RISCHIO
=
Pericolosità
sismica
X
Valore
esposto
X
Vulnerabilità
Pericolosità
sismica
probabilità
di
osservare
un
certo
valore
di
scuo9mento
in
un
fissato
periodo
di
tempo
Valore
esposto
quan9ficazione
(economica,
sociale,
ecc.)
dell’oggeKo
esposto
a
rischio
Vulnerabilità
propensione
di
un
oggeKo
a
subire
danni
o
alterazioni
I terremo9 in Italia Reggio e Messina, 8 Dicembre 1908 Avezzano, 13 Gennaio 1915 M 7.1 tsunami. ViJme : 123.000 M 7. ViJme : 30000
I
terremo9
in
Italia
Valle
del
Belice,
1968.
L’Aquila,
6
Aprile
2009,
M.
6.1
M
6.3
ViJme
:
370,
1000
feri9
ViJme
:
308,
feri9
:
1.500
Senza
teKo
70.000
Senza
teKo,
65.000
Irpinia
33Novembre
23,
1980.
M
6.8
ViJme:
2,914,
feri9
10.000
Senza
teKo
300.000
Il
rischio
vulcanico
in
Italia
Etna
Stromboli
10
vulcani
aJvi
in
Italia
Vesuvio
Vulcano
a
rischio
molto
alto,
a
causa
del
caraKere
esplosivo
dell’eruzione
aKesa
e
della
alta
densità
della
popolazione
nelle
zone
pericolose
(più
di
550mila
nella
zona
“rossa”).
Problemi
di
evacuazione.
Decine
di
migliaia
(da
20
a
30
mila)
di
edifici
a
NW
crolleranno
soKo
il
peso
delle
ceneri.
Vesuvio 79 d.C.
-‐
79
d.C.
eruzione
pliniana
distrugge
Pompei
uccidendo
gran
parte
della
popolazione
Ercolano
distruKa
dal
lahars
-‐
Eruzioni
ogni
100-‐200
sino
al
1139
-‐
Eruzione
del
1631
-‐
ViJme
4000
La pericolosità del Vesuvio simulaziuone numerica
Tsunami
in
Italia
1930
1887 1627
1627
1905
1783
1908
1693Tsunami
in
Italia
Stromboli, 31 Dicembre 2002Frane in Italia
Vajont
-‐ 9
OKobre
1963-‐
1917
viJme
e
perdite
per
oltre
900
miliardi
di
lire
-‐ -‐
270
milioni
di
m3
di
roccia
collassarono
nel
Lago
del
Vajont
alla
velocità
di
circa
110
km/h
Frane
in
Italia
Colata
di
fango
-‐
5,
6
Maggio
1998
160
mor9,
115
feri9,
1210
senzateKo.
Perdite
:
circa
35
millioni
di
euro
Cosa
possiamo
(dobbiamo)
fare?
Predizione
Comprendere
i
processi
e
la
dinamica
del
sistema
Prevedere
come,
perchè
e
dove
accadono
gli
even9
e
definirne
la
pericolosità
Prevenzione
Mi9gazione
del
rischio:
Ges9re
il
territorio
in
maniera
oculata,
Consolidare
il
patrimonio
nel
RispeKo
delle
norma9ve
Impedire
che
even=
naturali
si
trasformi
in
catastrofi
!
Grazie dell’attenzione
Prima
Dopo
eruzione
Krakatau
-‐
27
Agosto
1883:
eruzione
più
violenta
della
storia.
dello
stratovulcano
con
collasso
calderico.
-‐
Distruzione
dell’isola
Flusso
piroclas9co
viaggia
per
25km
aKraverso
Sunda
Straits.
ViJme:
2000
-‐
Tsunami
Java
and
Sumatra,
con
onde
sino
a
35m
di
altezza.
Distrugge
~300
ciKà.
ViJme
36.000
Le alluvioni in Italia • Circa 24 alluvioni/inondazioni che hanno devastato l'Italia negli ul=mi 10 anni (2003 -‐ 2013). • dal 1945 ad oggi, lo Stato ha pagato 3,5 miliardi l'anno per i danni e i risarcimen= da frane e alluvioni, quindi 241,5 miliardi di euro in 69 anni.(Fonte Palazzo Chigi) • Fonte: hKp://it.ib9mes.com/ar9cles/71389/20141014/danni-‐ ambientali-‐prevenzione-‐miliardi.htm#ixzz3Ux2GEbdt • IT.IBTIMES.COM Paolo Bramante
Eruzione
soKomarine
Quello che avviene in Quello
che
vediamo
in
superficie
profondità
(serie
ofioli&ca)
I terremo9 in Italia • Più di 120 miliardi di euro, di cui 13 per gli even9 più recen9 (dal 1997), le risorse stanziate dallo Stato per riparare i danni dei terremo9 verifica9si in Italia negli ul9mi 50 anni: da quello del Belice nel 1968, all'ul9mo del 2013 in Emilia Romagna. • Dal l 1968 spesi 2,4 miliardi all'anno • Valle del Belice (1968) 9 miliardi di euro (fino al 2028) • Irpinia (1980) 52 miliardi di euro (fino al 2023) • Marche e Umbria (1997), l'Aquila (2009) ed Emilia-‐Romagna (2013), 13 miliardi di euro Fonte Il Sole 24Ore Edilizia e Territorio, I cos= dei terremo= in Italia, Consiglio nazionale degli ingegneri
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