La fisica ci mostra che l’energia si trasmette sempre in onde. Ogni onda ha un punto alto chiamato cresta e un punto basso chiamato depressione. L’altezza di un’onda dalla linea centrale alla sua cresta è la sua ampiezza. La distanza tra le onde da cresta a cresta (o da depressione a depressione) è la sua lunghezza d’onda.

L’energia dei terremoti viaggia in onde sismiche, che sono state discusse nel capitolo “Tettonica a placche”. Lo studio delle onde sismiche è noto come sismologia. I sismologi usano le onde sismiche per conoscere i terremoti e anche per conoscere l’interno della Terra. I due tipi di onde sismiche descritti in “Plate Tectonics”, le onde P e le onde S, sono note come onde del corpo perché si muovono attraverso il corpo solido della Terra. Le onde P viaggiano attraverso solidi, liquidi e gas. Le onde S si muovono solo attraverso i solidi. Le onde di superficie viaggiano lungo il terreno, verso l’esterno dell’epicentro di un terremoto. Le onde di superficie sono le più lente di tutte le onde sismiche, viaggiando a 2,5 km (1,5 miglia) al secondo. In un terremoto, le onde corporee producono forti scosse, mentre i movimenti rotolanti delle onde di superficie fanno la maggior parte dei danni in un terremoto.

Misurare la magnitudo

I sismogrammi registrano le onde sismiche. Nell’ultimo secolo, gli scienziati hanno sviluppato diversi modi per misurare l’intensità dei terremoti. Il metodo attualmente accettato è la scala di magnitudo del momento, che misura la quantità totale di energia rilasciata dal terremoto. Al momento, i sismologi non hanno trovato un metodo affidabile per prevedere i terremoti. Un sismografo produce una rappresentazione grafica delle onde sismiche che riceve e le registra su un sismogramma. I sismogrammi contengono informazioni che possono essere utilizzate per determinare la forza di un terremoto, la sua durata e la sua distanza. I sismometri moderni registrano i movimenti del terreno usando rilevatori di movimento elettronici. I dati sono poi conservati digitalmente su un computer.

Se un sismogramma registra onde P e onde di superficie ma non onde S, il sismografo si trovava dall’altra parte della Terra rispetto al terremoto perché queste onde non possono viaggiare attraverso il nucleo liquido della terra. L’ampiezza delle onde può essere usata per determinare la magnitudo del terremoto, che sarà discussa in una sezione successiva.Per localizzare l’epicentro di un terremoto, gli scienziati devono prima determinare la distanza dell’epicentro da tre diversi sismografi. Più lungo è il tempo tra l’arrivo dell’onda P e dell’onda S, più lontano è l’epicentro. Quindi la differenza nei tempi di arrivo delle onde P e S determina la distanza tra l’epicentro e un sismometro. Questa animazione mostra come si determina la distanza usando le onde P, S e di superficie.

Lo scienziato disegna poi un cerchio con un raggio uguale alla distanza dall’epicentro per quel sismografo. L’epicentro è da qualche parte lungo questo cerchio. Questo viene fatto per tre località. Usando i dati di due sismografi, i due cerchi si intercettano in due punti. Un terzo cerchio intercetterà gli altri due cerchi in un unico punto. Questo punto è l’epicentro del terremoto. Anche se utile per decenni, questa tecnica è stata sostituita dai calcoli digitali. Le stazioni sismiche registrano dieci terremoti in questa animazione.

Misurare i terremoti

La gente ha sempre cercato di quantificare le dimensioni e i danni dei terremoti. Dall’inizio del 20° secolo, ci sono stati tre metodi La più antica delle scale è chiamata scala di intensità Mercalli. I terremoti sono descritti in termini di ciò che i residenti vicini hanno sentito e i danni che sono stati fatti alle strutture vicine. Questa scala ha un’informazione più qualitativa perché si basa sul danno visivo e non sull’energia reale rilasciata dal terremoto. Oggi queste mappe sono ancora importanti e varie stazioni sismologiche creano mappe di scuotimento dei danni superficiali.Con l’invenzione della stazione sismografica, fu creata la scala di magnitudo Richter. Sviluppata nel 1935 da Charles Richter, questa scala utilizza un sismometro per misurare la magnitudo della più grande scossa di energia rilasciata da un terremoto. Oggi, la scala di magnitudo del momento ha sostituito la scala Richter. La scala di magnitudo del momento misura l’energia totale rilasciata da un terremoto. La magnitudo del momento viene calcolata a partire dall’area della faglia che si è rotta e dalla distanza che il terreno si è spostato lungo la faglia. L’ampiezza dell’onda più grande aumenta di dieci volte da un numero intero al successivo. Un aumento di un numero intero significa che è stata rilasciata un’energia trenta volte maggiore. Queste due scale spesso danno misure molto simili. Come si confronta l’ampiezza dell’onda sismica più grande di un terremoto di magnitudo 5 con l’onda più grande di un terremoto di magnitudo 4? Come si confronta con un terremoto di magnitudo 3? L’ampiezza dell’onda sismica più grande di un terremoto di magnitudo 5 è 10 volte quella di un terremoto di magnitudo 4 e 100 volte quella di un terremoto di magnitudo 3.

Ogni scala ha i suoi vantaggi. Come menzionato sopra, la scala di intensità Mercalli si basa su quanti danni qualcuno vedrebbe. Questo è relativo, però, perché alcuni luoghi hanno forti norme edilizie, e il materiale roccioso sottostante impatterà lo scuotimento del terreno senza cambiare l’energia rilasciata al fuoco. Con la scala Richter, una singola scossa forte misura più in alto di un terremoto intenso molto lungo che rilascia più energia. La scala della magnitudo del momento riflette più accuratamente l’energia rilasciata e i danni causati. Oggi, la maggior parte dei sismologi usa la scala di magnitudo del momento.