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Onde sismiche



Le onde sismiche sono generate da un terremoto, da attività vulcanica o artificialmente, e si propagano nel terreno provocando diversi effetti distruttivi in rapporto al luogo di origine e al tipo di terreno che attraversano.

In pratica le onde sismiche altro non sono che l'energia accumulatasi nel corso del tempo lungo una faglia e che improvvisamente viene sprigionata mediante il terremoto.

Questa energia viene liberata quando la tensione accumulata lungo la faglia, ovvero la frattura presente nel sottosuolo, sarà maggiore della capacità del materiale roccioso di sopportarla, superando il cosidetto carico di rottura, ovvero la massima sollecitazione che un materiale (in questo caso la roccia) può sostenere prima di rompersi.
Da un punto di vista più tecnico le onde sismiche possono essere definite come perturbazioni elastiche che si propagano in un materiale, o sulla sua superficie, senza provocare uno spostamento definitivo di materiale.
Infatti tranne che per l'area nelle immediate vicinanze della faglia responsabile del sisma, le rocce tornano nella posizione di partenza.


Il punto all'interno del pianeta dove inizia a propagarsi la frattura (o il movimento del blocco di roccia lungo la faglia) che origina un terremoto, e da cui si propagheranno le onde sismiche, è detto ipocentro.
Mentre per epicentro si intende quel punto della superficie terrestre posto esattamente sopra l'ipocentro (quindi è la proiezione dell'ipocentro sulla superificie).


onde sismiche

(rappresentazione grafica di un terremoto, del suo ipocentro, dell'epicentro e delle diverse onde)


In base a come le onde sismiche si propagano all'interno della Terra possiamo dividerle in due grandi categorie:

  • Onde di Volume: si propagano nel materiale attraversato, in tutte le direzioni, e hanno origine nell'ipocentro

  • Onde superficiali: si propagano solo sulla superificie del materiale (quindi non nel sottosuolo ma solo sulla superificie terrestre a partire dall'epicentro)

Le Onde P e le Onde S sono proprio due tipi di "onde di volume".



Onde P

Le Onde P sono onde compressionali, dette anche onde primarie oppure onde longitudinali.
Al loro passaggio le particelle del materiale attraversato compiono un moto oscillatorio nella direzione di propagazione dell'onda.
Sono le più veloci, fra le onde generate dai terremoti, e dunque le prime avvertite da una stazione sismica.
Le Onde P hanno una velocita media di 7.20 km/s.


onde P

(animazione della propagazione delle onde sismiche P)



Onde S

Le Onde S, dette anche onde trasversali, provocano nel materiale attraversato oscillazioni perpendicolari alla loro direzione di propagazione (in pratica è l'effetto osservabile quando viene fatta oscillare una corda tra le due estremità).
La particolarità delle Onde S è che non possono propagarsi nei fluidi perciò è impossibile ad esempio riscontrarle nel magma di un vulcano.

Sono onde molto meno veloci delle Onde P, perciò esse vengono avvertite sempre dopo le Onde P.
Per questo motivo sono dette "secondarie".
Le Onde S hanno una velocita media di 4.15 km/s e sono ben più distruttive delle Onde P.


onde S

(animazione della propagazione delle onde sismiche S)




Quando le Onde P e le Onde S raggiungono la superficie terrestre allora comincia a propagarsi un'onda superficiale concentrica.
I due tipi principali di onde superficiali sono le Onde di Rayleigh e le Onde di Love.



Onde di Rayleigh

Le Onde di Rayleigh sono simili a quelle che si propagano quando un sasso viene lanciato in uno stagno.
Esse fanno vibrare il terreno secondo orbite ellittiche.


onde Rayleigh

(animazione della propagazione delle onde sismiche di Rayleigh)



Onde di Love

Le Onde di Love fanno vibrare il terreno sul piano orizzontale.
Il movimento delle particelle attraversate da queste onde è trasversale e orizzontale rispetto alla direzione di propagazione delle onde.


onde Love

(animazione della propagazione delle onde sismiche di Love)




In generale la velocità di propagazione dipende sempre dal materiale attraversato dall'onda sismica.
A tal proposito basti pensare che le onde P nel granito si propagano a circa 5.5 km/s mentre nell'acqua a soli 1.5 km/s.
Le onde sismiche superficiali inoltre essendo meno veloci ma più ampie delle onde di volume, comportano un maggiore grado di distruzione rispetto quindi anche alle Onde P e Onde S.
Infatti le onde sismiche con una grande ampiezza provocano una maggiore oscillazione degli edifici più alti che, se non costruiti a norma, sono più soggetti a danni e crolli.
A volte quando le onde sismiche attraversano terreni poco "coerenti" come depositi alluvionali, tufi e frane, rallentano, aumentano la loro ampiezza e di conseguenza amplificano per risonanza il movimento tellurico.
Questo fenomeno è noto anche come amplificazione sismica.


Questo video caricato su Youtube mostra l'amplificazione dello scuotimento in quei terreni poco consistenti (ad esempio composti da fango):



Per rendere più comprensibile la diversa velocità di propagazione tra le onde P e le onde S abbiamo creato questo tool che permette di visualizzare le aree colpite per prime dalle onde sismiche di un terremoto.

Basta inserire una città oppure le coordinate di un punto geografico e cliccare sul pulsante arancione "Mostra le aree colpite !".

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Alcune informazioni sono state estrapolate dal sito-web dell'eniclopedia Treccani e dall'INGV (Isitituto nazionale geofisica e vulcanologia).

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