Onde sismiche

Perché le onde sismiche S non si propagano nei liquidi e nei gas?
Luca Grippa
24 novembre 2003
Nel corso di un terremoto, una parte dell'energia accumulata nelle rocce si libera sotto forma di onde sismiche. Quelle che viaggiano all'interno della Terra sono dette onde di volume e sono di due tipi: onde P o primarie, perché sono più veloci e quindi raggiungono per prime la superficie terrestre; e onde S o secondarie, perché sono più lente e arrivano dopo.

Le onde P sono dette anche onde di compressione perché, similmente alle onde sonore nell'aria, si propagano per compressione e rarefazione del mezzo attraversato. Le onde S invece si propagano grazie a movimenti di taglio perpendicolari alla direzione di propagazione dell'onda (vedi le due figure ricavate dal sito http://www.ingv.it/~roma/)


Onde P
 

Onde S

Sono proprio le diverse modalità di trasmissione dei due tipi di onde che permettono alle onde P di propagarsi sia nei solidi che nei fluidi e nei gas, mentre le onde S possono propagarsi solo nei solidi.

In questi ultimi infatti le molecole non sono isolate ma legate assieme in un reticolo cristallino e quindi resistono sia agli sforzi di compressione che a quelli di taglio. Nei fluidi e nei gas invece le molecole sono praticamente libere le une dalle altre e resistono solamente agli sforzi di compressione ma non a quelli di taglio (una facile esperienza a riprova è cercare di tagliare con le forbici l'acqua o un cartone).

Un'altra facile esperienza per comprendere il concetto, è di mettere un certo numero di palle di biliardo in fila. Poiché non sono legate tra loro, le palle di biliardo simulano le particelle di un fluido. Se si colpisce la prima palla con un colpo nella direzione della fila, il movimento si trasmette fino all'ultima (onda P). Se invece si colpisce la prima palla con un colpo perpendicolare alla direzione della fila (onda S), si sposta la palla colpita mentre tutte le altre rimangono ferme. Ben diversa sarebbe la simulazione se tutte le palle di biliardo fossero collegate tra loro con una molla. Simulando l'onda S vedremmo infatti la perturbazione propagarsi fino alla fine della fila.

Giuliano Brancolini Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale, Trieste

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