OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si pone l’obbiettivo di introdurre gli elementi di base della fisica dei terremoti, affrontando la relazione tra questi ultimi e le faglie, ai fini di una migliore comprensione del processo sismico. Gli argomenti trattati durante le lezioni permetteranno allo studente di comprendere perché, dove e quando avvengono i terremoti.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La partecipazione alle attività formative previste consentiranno allo studente di acquisire le conoscenze di base per comprendere la genesi dei terremoti. Nello specifico, lo studente acquisirà competenze nell'ambito della meccanica della fratturazione e della fisica dei terremoti. Imparerà quindi ad interpretare i terremoti come il risultato di complessi processi fisico-meccanici in cui le faglie interagiscono tra loro nello spazio e nel tempo.

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento sono necessarie le seguenti conoscenze di base di geologia strutturale: 1) meccanismi di deformazione; 2) classificazione delle faglie e zone di taglio (shear zone); 3) classificazione delle rocce di faglia.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento si compone di lezioni frontali (erogate mediante presentazioni multimediali) ed esercitazioni al calcolatore.

Per il primo semestre, le lezioni saranno effettuate possibilmente in presenza, garantendo comunque la fruizione delle lezioni anche a distanza, mediante videoregistrazione, sincrona o asincrona. Le esercitazioni di laboratorio saranno organizzate possibilmente in presenza, eventualmente con più turni. Tutte le attività in presenza saranno effettuate nel rispetto dei limiti di capienza delle aule/laboratori e del distanziamento, previsti dalla normativa vigente a seguito dell'emergenza COVID19.

Si rimanda all'istanza AulaWeb specifica dell'insegnamento per eventuali aggiornamenti a causa di variazioni della situazione sanitaria ed epidemiologica.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1) Introduzione: dove e perchè avvengono terremoti; terremoti nel mondo e relazione con la geodinamica terrestre; il contributo della geodesia per la comprensione dell'attività sismica.

2) Meccanica della di frattura: criteri di fratturazione (teoria di Griffith, criterio di Mohr-Coulomb e legge di Byerlee); dinamica della frattura (modi e modelli di propagazione delle fratture); l'attrito nelle rocce (modelli ad asperità e barriara; dipendenza della forza di attrito dalla  composizione, pressione, temperatura, presenza di fluidi e velocità di rottura) e leggi dell'attrito; dinamica dello stick-slip  (stick-slip vs stable sliding; stress drop; equazione del moto); meccanismi di interazione tra le faglie e popolazioni di faglie (leggi di scala e self-similarity). 

3) Meccanica dei terremoti: magnitudo; momento sismico ed energia; meccanismi focali; leggi di scala (legge di Gutenberg & Richter per sorgenti singole e gruppi di faglie; modello del terremoto caratteristico).

4) Fenomenologia dei terremoti: sequenze sismiche e swarm (definizione aftershock, foreshock e discussione di casi studio); dilatanza e diffusione dei fluidi nella sismogenesi; interazione tra i terremoti (static vs dynamic triggering; Coulomb failure criterion con esercitazione al calcolatore); ciclo sismico e modelli di ricorrenza dei terremoti.

Durante le lezioni saranno fornite generalità sulla previsione dei terremoti: significato (prediction  vs. forecasting); previsione a breve, medio e lungo termine, fenomeni precursori.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni è reso disponibile su AulaWeb.

Scholz, C. H. The Mechanics of Earthquakes and Faulting, Third Edition. Cambridge University Press (2019).