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Magnitudo Richter (Ml) e magnitudo momento (Mw): perché possono essere differenti?

La magnitudo Richter o locale (Ml) fu introdotta dal sismologo statunitense Richter nel 1935 per avere una stima della grandezza dei terremoti che fino a quel momento si basava esclusivamente sulla determinazione degli effetti dei terremoti (scale di intensità). Il semplice concetto introdotto da Richter era che si poteva stimare la grandezza di un terremoto direttamente dall’ampiezza di un sismogramma registrato da un sismografo standard chiamato Wood-Anderson. Richter calibrò quindi una relazione che per ogni aumento di ampiezza di 10 volte delle onde sismiche di frequenza pari a circa 1 Hz, equivaleva un aumento di un grado di magnitudo. La magnitudo Richter quindi è una misura della grandezza relativa tra terremoti e non una stima della reale grandezza dei terremoti. Negli anni ’70 Kanamori introdusse la magnitudo momento (Mw) derivata dal parametro sismologico momento sismico che equivale al prodotto tra area di faglia, dislocazione e la resistenza delle rocce. Il momento sismico e la magnitudo momento rappresentano quindi la migliore stima della reale grandezza del terremoto. Il momento sismico è anche un osservabile sismologico in quanto si può calcolare direttamente dal sismogramma, in particolare dalla parte a bassa frequenza (minore di 1Hz) ma la sua determinazione richiede un certo tempo.
L’ampiezza delle onde sismiche a bassa frequenza, dove viene calcolata la magnitudo momento (al di sotto di 1 Hz),  per forti terremoti è maggiore dell’ampiezza delle onde sismiche a 1 Hz, dove viene calcolata la magnitudo Richter, e questo è dovuto alle caratteristiche della sorgente sismica. Questa particolarità delle onde sismiche dei forti terremoti è alla base della differenza che si osserva tra magnitudo Richter e magnitudo momento. Si parla infatti di saturazione della magnitudo Richter per forti terremoti in quanto l’ampiezza della onde sismiche a 1 Hz non aumenta linearmente all’aumentare della magnitudo. La magnitudo Richter è ancora in uso grazie alla rapidità con la quale viene calcolata, ma la magnitudo momento è sicuramente la migliore stima della reale grandezza di un terremoto, essendo direttamente legata alle dimensioni e alla dislocazione della sorgente sismica. Si noti infatti che sin dai primi comunicati dell’INGV, relativi al terremoto dell'Aquilano del 6 aprile 2009,  venivano indicate ambedue le stime di magnitudo.