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Le esplosioni delle bombe possono causare terremoti? Quali differenze?

Da decenni si studia l'effetto delle esplosioni sotterranee nucleari, con onde sismiche rilevate in tutto il mondo, ma con caratteristiche ben diverse dai terremoti naturali. Anche esplosioni di bombe minori generano onde sismiche rilevate dai sismografi.

sismografo
Le esplosioni nucleari generano terremoti, ma con caratteristiche ben diverse da quelli naturali.

In queste ore drammatiche in cui la guerra torna in Europa, torna di attualità anche il tema degli eventi sismici causati da esplosioni. Non è un tema nuovo. Nel corso della guerra fredda il rilevamento delle onde sismiche da parte delle potenze mondiali serviva per avere costanza di eventuali esperimenti nucleari sotterranei. Ecco in cosa si distingue un terremoto naturale dalle scosse generate da una bomba.

Differenze tra terremoti naturali e indotti da esplosioni nucleari

I terremoti naturali sono generati da rotture della crosta terrestre che avvengono lungo fratture chiamate faglie. Le faglie possono avere estensioni di chilometri e la rottura che avviene libera energia che si propaga in tutte le direzioni, sotto forma di onde sismiche. Il punto in cui avviene la rottura è l'ipocentro. Da quando gli esseri umani sono stati capaci di creare bombe potentissime, si è visto che anche le grandi esplosioni sotterranee, distruggendo le rocce in profondità, possono generare delle onde sismiche rilevabili a enormi distanze. Questi terremoti indotti da esplosioni non sono però equiparabili con quelli naturali: vengono rilevati da strumenti, ma non hanno le stesse conseguenze sul territorio .

La guerra fredda e lo studio a distanza delle esplosioni nucleari sotterranee

Tra gli anni '50 e '60 del XX secolo le massime potenze mondiali, cioè l'Unione Sovietica e gli Stati Uniti d'America, ma anche nazioni come la Francia o il Regno Unito, condussero centinaia di esperimenti nucleari nell'atmosfera o sotto l'acqua. Con il tempo si scoprì però che queste esplosioni causavano un "fall-out" (caduta radioattiva) che raggiungeva livelli molto pericolosi.

Per questo, nel 1963, venne firmato a Mosca il trattato sulla messa al bando parziale degli esperimenti nucleari nell'atmosfera, nello spazio cosmico e negli spazi subacquei (conosciuto in inglese come "Partial Test Ban Treaty"). Uno degli effetti di quel trattato fu che le esplosioni nucleari, da quel momento, vennero realizzate nella maggior parte in ambiente sotterraneo, per limitare la dispersione di materiale radioattivo, anche se comunque esplosioni in ambiente aperto continuarono anche in seguito, ad opera di Gran Bretagna, Francia e Cina.

Distinguere i test nucleari sotterranei dai terremoti

Con lo spostamento degli esperimenti nucleari sottoterra, si scoprì che le esplosioni generavo onde sismiche. Le grandi potenze mondiali della seconda metà del XX secolo dovettero affinare i metodi per individuare le esplosioni e tenere così sotto controllo le potenze avversarie. Sapere che il nemico aveva compiuto un esperimento, era infatti essenziale per i sistemi militari.

Esplosioni nucleari sotterranee in tempi recenti sono quelle realizzate dalla Corea del Nord: hanno generato eventi sismici con magnitudo anche superiore a 6.0: l'esplosione del settembre 2017 raggiunse magnitudo 6.3

Si realizzarono quindi numerosi studi per distinguere i forti terremoti naturali, che avvengono in quantità ogni anno in tutto il pianeta, da queste esplosioni. In un terremoto naturale le onde sismiche partono dalla zona di rottura della faglia, che è irregolare ed avviene lungo una linea di frattura, mentre un'esplosione nucleare sotterranea vaporizza le rocce intorno a un punto ben concreto.

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Anche le esplosioni in superficie generano onde sismiche, anche se con caratteristiche ben diverse rispetto a un terremoto naturale.

Una delle differenze maggiori sta proprio nella diffusione delle onde sismiche. Nel caso di un'esplosione le onde si irraggiano con una simmetria sferica, mentre nel caso di un terremoto causato da rottura lungo una faglia si propagano in modo più irregolare. Ci sono poi altre differenze, come l'assenza (o presenza ridotta) delle onde S e superficiali (ed è una differenza importantissima se pensiamo agli effetti sul territorio), la diversa profondità dell'ipocentro (i terremoti avvengono nella maggior parte dei casi a chilometri di profondità, mentre le esplosioni sono più superficiali), la forma d'onda.

L'esplosione del 1971 nelle isole Aleutine: magnitudo 6,9

I più grandi test termonucleari sotterranei condotti dagli Stati Uniti sono stati realizzati all'estremità occidentale delle Isole Aleutine. Il più grande di questi è stato un test da cinque megatoni (nome in codice Cannikin) avvenuto il 6 novembre 1971 con un rilascio di energia equivalente a un terremoto di magnitudo 6,9. Non innescò nessun terremoto nelle isole Aleutine sismicamente attive, secondo quanto riporta il Servizio Geologico americano, l'USGS.

Onde sismiche generate da esplosioni minori

Fin qui abbiamo parlato delle esplosioni nucleari, ma anche altre bombe sono in grado di generare onde sismiche. Anche in questo caso, sono rilevate soltanto dagli strumenti, dai sismografi, e non hanno conseguenze sul territorio come i terremoti naturali. Quando è iniziata la guerra in Ucraina, il 24 febbraio scorso, i sismografi di Kiev hanno rilevato delle onde sismiche, come si vede nel tweet qui sotto.

Nel luglio 2015 venne fatto brillare nel Mar Adriatico, al largo delle coste italiane, un ordigno bellico della Seconda Guerra Mondiale, con 600 kg di esplosivo. L'esplosione controllata, sott’acqua, ha generato onde sismiche rilevate dall'INGV, l'Istituto di Geofisica e Vulcanologia italiano. "Da un punto di vista sismologico - spiegava l'INGV in un articolo pubblicato per l'occasione - la registrazione di un’esplosione si presenta con il primo impulso verso l’alto, ovvero i segnali hanno tutti polarità positiva, a causa della natura 'esplosiva' della sorgente sismica". In sostanza, l'esplosione irradiava l’energia verso l’esterno, cosa che venne verificata dal personale in turno nella Sala Sismica.

In Italia sono frequenti i ritrovamenti di ordini bellici inesplosi risalenti alla Seconda Guerra Mondiale. Vengono rinvenuti durante lavori di costruzione di case o infrastrutture. Quando vengono fatti brillare generano onde sismiche, che vengono rilevate dai sismografi più vicini. Anche in questo caso sono onde che vengono rilevate solo dai sismografi, e che sono registrate solo nell'area più vicina all'esplosione.

Nell'estate del 1999, la NATO eseguì una ‘bonifica’ della parte centrale del Mar Adriatico a seguito dello sganciamento in mare di bombe di grossa potenza, avvenuto durante il periodo di guerra nella Repubblica di Serbia della primavera di quell'anno. Durante la bonifica la rete sismica nazionale rilevò numerosi eventi sismici, anche di notevole energia, come indicato in un rapporto dell'INGV del 2002.