La prima scala di magnitudo fu sviluppata nel 1935 dal fisico e sismologo Charles Richter. Ancora oggi la grandezza di un terremoto è solitamente espressa in unità della scala Richter (magnitudo locale). Con il passare del tempo è tuttavia emerso che la scala Richter andava bene solo per terremoti che rientravano in una determinata fascia di magnitudo e di distanza. In presenza di terremoti molto forti o molto distanti non è infatti in grado di rispecchiare correttamente l’energia liberata. Per questo motivo sono state sviluppate altre scale di magnitudo.
| Campo d’impiego | La magnitudo locale ML (spesso abbreviata dal Servizio Sismico Svizzero con la sigla MLh) è stata definita per terremoti, che si verificano relativamente vicino alle stazioni che li registrano. Normalmente la ML è determinata per distanze tra terremoto e stazioni fino ad alcune centinaia di chilometri. |
| Parametri determinanti | La magnitudo locale dipende dalla massima ampiezza di un ter-remoto registrato con un sismometro di Wood-Anderson (vede-re la domanda “Cosa significa ampiezza?”). Dal momento che al giorno d’oggi questi sismometri non vengono praticamente più utilizzati, le scosse registrate con gli strumenti moderni vengono convertite in sismogrammi sintetici di Wood-Anderson. |
| Vantaggi | La magnitudo locale può essere calcolata in modo molto sempli-ce e veloce. Inoltre la sensibilità dei sismometri di Wood-Anderson rientra in una gamma di frequenza simile a quella di molti edifici, soprattutto piccoli (vedere la domanda “Cosa significa frequenza?”). La magnitudo locale stimata è quindi un buon parametro per prevedere potenziali danni agli edifici. |
| Svantaggi | In presenza di terremoti con magnitudo locale superiore a circa 6, la magnitudo locale viene a saturarsi. Ciò significa che, anche se il terremoto è stato più grande, la ML non si ingrandisce più significativamente. La ML perde inoltre la sua forza espressiva quando le scosse hanno una magnitudo inferiore a circa 2, così come quando si verificano a una distanza di oltre 600 km circa dalla stazione di misurazione. |
| Campo d’impiego | Nel 2020, il SED ha rivisto la magnitudo dei terremoti locali usata fino ad allora, modificandola da “MLh” in “MLhc”. La “c” sta per “corretta”. Dall'ultimo cambiamento di magnitudo dei terremoti locali, la rete sismica in Svizzera è diventata molto densa. La magnitudo locale dei terremoti “MLhc”, che è stata calibrata e rivista per la Svizzera, può ora tenere conto di questo cambiamento. Per i piccoli terremoti, MLhc permette di stimare accuratamente la magnitudo perché la MLhc è correttamente calibrata per le stazioni sismiche molto vicine al terremoto (entro 15-20 km). Inoltre il SED, per determinare la magnitudo del terremoto locale, può ora utilizzare tutte le stazioni sismiche situate in Svizzera, comprese quelle nelle aree urbane, perché la MLhc include i fattori di amplificazione del sito. |
| Parametri determinanti | La magnitudo sismica locale di un terremoto è determinata calcolando la media delle magnitudo sismiche locali registrate in ogni stazione sismica. La magnitudo locale del terremoto in ogni stazione dipende dall'ampiezza massima registrata da un sismometro Wood-Anderson (vedi la domanda “Cosa significa ampiezza?”), dalla distanza della stazione dal terremoto e da un fattore di amplificazione specifico per il sito. Il sismometro originale di Wood-Anderson è stato sostituito decenni fa dai moderni sismometri a banda larga, che hanno gamme di ampiezza e frequenza molto più ampie. Per essere coerenti con la scala di magnitudo originale, le vibrazioni misurate dagli strumenti moderni sono prima convertite in sismogrammi artificiali Wood-Anderson. |
| Vantaggi | Rispetto al calcolo della magnitudine locale utilizzato in precedenza, il calcolo della MLhc si basa su un insieme di dati più ampio, perché ora vengono utilizzati tutti i terremoti registrati fino all'anno 2000. Inoltre ora possono ora essere prese in considerazione le registrazioni di quasi tutte le stazioni, comprese stazioni situate a meno di 15-20 chilometri dal fuoco del terremoto nel sottosuolo (ipocentro). La procedura di calcolo della MLhc prende in considerazione le correzioni di posizione basate sulla fisica che sono regolarmente calcolate e aggiornate dal SED. |
| Svantaggi | Come tutte le varianti di magnitudo locale, MLhc viene a saturarsi per i terremoti di magnitudo medio-grande. Questo è particolarmente evidente per terremoti di magnitudo superiore a 6. |
| Campo d’impiego | La magnitudo delle onde di volume mb descrive solitamente i terremoti avvenuti ad una distanza dalle stazioni di registrazione maggiore di 2000 km circa. |
| Vantaggi e parametri determinanti | La stima di questi “telesismi” avviene molto rapidamente, poiché la mb viene definita dalle ampiezze delle onde P, che sono onde di compressione. Queste si propagano attraverso l’interno della terra e sono il primo segnale a raggiungere una stazione sismica (vedere la domanda “Cosa sono le onde P, S, di Love e di Rayleigh?”). |
| Svantaggi | La magnitudo delle onde di volume mb viene a saturarsi attorno a una magnitudo di circa 6. Ciò significa che con il tipo mb non è possibile distinguere tra un terremoto di magnitudo 6 o 7.5. |
| Campo d’impiego | La magnitudo di superficie MS è indicata per valutare l’energia prodotta da terremoti molto distanti e forti. |
| Parametri determinanti e svantaggi | La magnitudo di superficie MS è calcolata dalle onde di superficie (onde S). Le onde di superficie si propagano lungo la superficie terreste con una velocità molto inferiore a quella delle onde P nell’interno della terra (vedere la domanda “Cosa sono le onde P, S, di Love e di Rayleigh?”). La bassa velocità di propagazione delle onde di superficie è il motivo per cui i sismologi immediatamente dopo un terremoto non sanno, se si è trattato di un terremoto forte o molto forte. Inoltre, in presenza di scosse molto profonde è possibile che non vengano prodotte onde di superficie o che queste siano solo molto deboli. |
| Vantaggi | La magnitudo MS viene a saturarsi solo con terremoti molto grandi a partire da una magnitudo di circa 8. I terremoti che si verificano vicino alla superficie terrestre (all’incirca entro i 30 chilometri superiori) producono onde di superficie molto più ampie rispetto a quelle liberate da terremoti della stessa entità ma più profondi. Un valore MS molto più alto del valore mb indica quindi che il terremoto si è verificato nelle vicinanze della superficie. In questi casi, se l’epicentro si trova nelle vicinanze di una zona densamente popolata, si prevedono danni di maggiore entità. Il rapporto tra il valore di MS e mb viene anche utilizzato per distinguere i terremoti dalle esplosioni (nucleari). Le esplosioni hanno un volume d’onda più piccolo di un terremoto della stessa dimensione. Inoltre le esplosioni creano un minor movimento di taglio, che è il principale responsabile della generazione di onde di superficie, rispetto al terremoto. I valori di MS delle esplosioni sono perciò tipicamente inferiori a quelli di un terre-moto della stessa forza. Per eventi sismici di superficie (terremoto o esplosione) è perciò un buon criterio di discriminazione il rapporto mb/MS (un rapporto elevato è un forte indicatore di una esplosione). |
| Campo d’impiego | Anche se vanta la maggiore forza espressiva, la magnitudo momento è l’unica che non viene a saturarsi neanche con i terremoti più grandi.La determinazione classica della Mw si basava sulle parti a lungo periodo (bassa frequenza) dei sismogrammi localizzati in stazioni non molto vicine all'epicentro, per cui la determinazione era affidabile solo per terremoti di magnitudo 4 e superiori. Nel frattempo la Mw può essere determinata anche per i terremoti più piccoli e persino per i micro terremoti di magnitudo negativa se il numero e la qualità delle stazioni di misurazione sono abbastanza buoni (vedi la domanda “Cosa significano le magnitudo negative?”). |
| Parametri determinanti |
La magnitudo momento Mw (“w” sta per “work”, in inglese significa lavoro) è l’unico tipo di magnitudo che ha un diretto significato fisico. Sulla base di considerazioni teoriche, la Mw viene dedotta dal momento sismico M0. M0 è il prodotto dell’area di rottura lungo la faglia per lo spostamento medio lungo la faglia per il modulo di taglio delle rocce coinvolte. Ci sono diversi modi per determinare la Mw. I sismogrammi sintetici si dimostrano spesso adatti per comparare le forme d’onda osservate sui sismogrammi o per confrontare l’ampiezza spettrale. In questo caso l’area di rottura, lo spostamento medio e l’orientamento della superficie di frattura vengono variati sino a quando i sismogrammi sintetici combaciano sufficientemente con quelli osservati. |
| Vantaggi | Il valore Mw rispecchia direttamente l’energia liberata da un terremoto e non viene a saturarsi neanche con i terremoti più grandi. Inoltre, Mw è globalmente comparabile. |
| Svantaggi | La complessità richiesta per la valutazione della magnitudo Mw è superiore a quella necessaria per il calcolo degli altri tipi di magnitudo. In presenza di forti terremoti possono passare alcune ore prima di avere a disposizione una prima valutazione. |
Se nelle nostre liste trovate una magnitudo indicata solamente con “M”, ciò significa che l’osservatorio sismico che ha determinato la magnitudo, non ha indicato di quale tipo di magnitudo si tratti. Queste sono spesso le magnitudo dell'U.S. Geological Survey, il servizio sismico degli USA. In questo caso si deduce generalmente che si tratta di una magnitudo non satura per quel terremoto; per i forti terremoti si tratta spesso di magnitudo Mw.