Piccoli mutamenti fanno grandi cose

di Giulia Annovi

Oggi mi sono fermata a riflettere sulla forza sprigionata da un terremoto. In particolare, quello emiliano. Quello che io ho vissuto tramite twitter dalla Francia, senza saper niente di quello che accadeva a casa. I miei conti (saranno esatti?) mi hanno riservato una sorpresa….

In un mondo sempre più globalizzato c’è qualcosa che ancora fisicamente ci divide: non sono i confini nazionali, cioè linee immaginarie tracciate dai potenti della terra in seguito a guerre, matrimoni e accordi di stato. Il mondo non è un blocco unico, ma è un puzzle costituito da tessere gigantesche: le placche tettoniche. Qual è la loro superficie?

Prendiamo, ad esempio, la zolla Africana, quella che ha fatto “ballare” la mia città nel maggio 2012. Essa ha una superficie maggiore del continente africano perché comprende anche un anello di mare intorno alla terra ferma.

Se l’area dell’Africa misura circa 3 x 107 Km2 possiamo dire che la placca sarà circa il doppio, cioè 6 x 107Km2 .

La placca africana ha scatenato un grosso terremoto a causa del movimento che compie ogni anno rispetto alle altre placche con cui confina (magnitudo 5.9 della scala richter, che misura la forza sprigionata da un fenomeno sismico). Ma quanto velocemente si muove questa placca per provocare così tanti danni? Un’automobile in corsa fa molti danni se si schianta, in maniera dipendente dalla velocità: più va forte, più è grosso l’incidente.

Per scoprire la velocità del movimento africano, ho chiamato una sismologa dell’Università di Modena, la dottoressa Milena Bertacchini che ha seguito in prima persona il terremoto emiliano. A sorpresa scopro che la placca Africana si muove solo di 0.4 mm/all’anno.

La velocità, però si misura in metri al secondo: quindi,

0,4 mm/anno =4 x 10-4 m/ ~31 x 106 sec= 0,113 x 10-10m/s = 11,3 x 10-12m/s

Insomma questa placca si muove in modo lentissimo anche se elevo la velocità al quadrato, come richiesto dalla formula dell’Energia cinetica (E= ½ mv2). Malgrado ciò, si accumula una forza impressionante. Perché? In parte perché l’energia si accumula. È come se volessimo spostare una macchina col freno a mano tirato che a un certo punto viene sbloccato: tutta la forza che usavamo diventa estremamente efficace nello spostare l’automobile.

Soprattutto però in questo caso è determinante la massa. Come stimarla? Devo per forza usare una misura indiretta e approssimativa: nessuno ha mai pesato una placca tettonica.

L’unico dato che ho potuto calcolare approssimativamente è l’area della placca ( 6 x 107Km2 = 6 x 1013 m2). La dottoressa Bertacchini mi ha detto che in media una zolla ha uno spessore di 30-40 Km che sono per difetto 3 x 104 m. Posso quindi calcolare il volume: 6 x 1013m2 x 3 x 104 = 18 x 1017 m3 = 1,8 x 1018 m3

Inoltre, visto che le placche sono costituite da basalto e granito, posso supporre che esse abbiano una densità media di 3 g/cm3che corrispondono a 3000 kg/m3 = 3 x 10 3 kg /m3

Quindi la massa sarà m = d x V = 2 x 1018 m3 x 3 x 10 3 kg /m3 = 6 x 1021 Kg.

Quindi, l’Energia cinetica liberata dal terremoto sarà pari a:

6 x 1021 Kg x (11,3 x 10-12m/s)2/2 = 384 x 10-3 joule= 0,4 joule

E pensare che per sollevare 1 mela di un metro è necessario 1 joule! Dunque la forza necessaria è poca, così come è piccolo il movimento (0,4 mm/anno). La dottoressa Bertacchini dice che il terremoto in Emilia è stato causato dalle diverse velocità con cui si muovono la placca africana (0,4 mm/anno) rispetto alla microplacca adriatica (0,2 mm/anno). Forse è la rottura dell’equilibrio di tutte le forze in gioco ad essere così determinante?