Giuseppe Mercalli e i terremoti

Il 21 maggio di 170 anni fa nacque Giuseppe Mercalli, famoso in tutto il mondo per avere ideato la scala che porta il suo nome per valutare l’intensità di un terremoto, sulla base dei danni. Il suo lavoro si rivelò fondamentale per avere riferimenti condivisi sugli effetti delle scosse sismiche, prima che si affermassero altre scale e sistemi di misurazione basati sul concetto di magnitudo. Mercalli non fu solamente un sismologo, ma anche vulcanologo e geologo, autore di numerosi studi e ricerche tra la fine dell’Ottocento e i primi del Novecento.

Da Milano a Napoli
Giuseppe Mercalli era nato a Milano il 21 maggio del 1850 da una famiglia che lavorava nel settore tessile. Aveva frequentato il Seminario di Monza dedicando i propri studi alle lettere e alle scienze, ed entrando in contatto con Antonio Stoppani, un importante geologo dell’epoca. Si laureò in Scienze naturali nel 1874 diventando poi docente della stessa materia presso il Seminario. Nei suoi primi studi e lavori di ricerca, Mercalli si dedicò all’analisi dei depositi glaciali alpini in Lombardia, senza comunque trascurare altri ambiti della geologia.

Tra gli anni Settanta e Ottanta dell’Ottocento si sarebbe trasferito più volte, spostandosi verso il Sud Italia. Dopo avere insegnato presso il Real Collegio di Reggio Calabria, divenne professore di geologia e mineralogia presso l’Università di Catania.

Nei primi anni Novanta dell’Ottocento, Mercalli si trasferì a Napoli, città nella quale avrebbe trascorso il resto della propria vita. Divenne docente di sismologia e vulcanologia presso l’Università di Napoli e in seguito direttore dell’Osservatorio Vesuviano, il più antico osservatorio vulcanologico al mondo dedicato allo studio del Vesuvio. Mercalli si diede da fare per riformare l’istituzione, in modo da rendere più razionale l’impiego delle risorse di cui disponeva, orientandole meglio verso la ricerca sul campo.

Mercalli morì tre anni dopo avere assunto la direzione dell’osservatorio. Il 18 marzo del 1914 si sviluppò un rogo nella sua abitazione a Napoli, che ne causò la morte. La magistratura ipotizzò che l’incendio fosse stato causato dalla caduta di una lampada a olio, tenuta precariamente in uno degli ambienti della casa.

Scale e terremoti
Nel corso della sua vita Mercalli pubblicò oltre cento studi di sismologia e vulcanologia, dedicati sia a eventi sismici accaduti in Lombardia, sia alle attività vulcaniche e sismiche intorno al Vesuvio. Viene però ricordato da tutti per la scala che porta il suo nome, e che ideò perfezionando la “scala Rossi-Forel”, tra le prime realizzate per la valutazione dell’intensità di un terremoto.

La Rossi-Forel era stata sviluppata dall’italiano Michele Stefano de Rossi e dallo svizzero Françcois-Alphonse Forel nei primi anni Settanta dell’Ottocento. Prevedeva dieci diversi livelli di intensità che servivano per indicare la potenza di un terremoto, sulla base degli effetti che questo aveva comportato. Si andava quindi dalla “scossa microsismica” (livello 1) avvertibile solo dagli strumenti e da “osservatori esperti” alla “scossa di estrema intensità” (livello 10), che serviva per indicare un terremoto dagli effetti disastrosi, con distruzione di edifici, caduta di massi dai rilievi e presenza di deformazioni visibili nel terreno.

Scala Mercalli
Mercalli formulò una prima versione della sua scala nel 1883, descrivendola come un “adattamento” della Rossi-Forel e basata su sei categorie (o gradi). Ne realizzò una successiva versione nel 1902, questa volta riprendendo i dieci gradi della Rossi-Forel, ma fornendo maggiori dettagli sulle caratteristiche di ogni grado. Il fisico Adolfo Cancani proprose poi un’integrazione con l’aggiunta di altri due gradi, e la nuova scala subì un’ulteriore rielaborazione da parte del geofisico tedesco August Heinrich Sieberg. Da queste modifiche nacque la Mercalli-Cancani-Sieberg (MCS), che viene spesso abbreviata semplicemente in scala Mercalli.

La scala Mercalli valuta l’intensità dei terremoti sulla base degli effetti che questi determinano, e non è quindi il frutto della misurazione di una grandezza fisica (magnitudo) come avviene invece in altre scale, come l’altrettanto famosa Richter. Due scosse sismiche con magnitudo uguale possono avere intensità diverse, se per esempio si sono scatenate a profondità diverse del terreno o in aree geografiche con caratteristiche diverse, compresa la presenza o meno della popolazione.

Un terremoto di grande magnitudo che avviene nel bel mezzo di un’isola deserta avrà probabilmente un grado Mercalli molto basso, perché non determina danni alle costruzioni. Un terremoto di piccola magnitudo in una zona molto abitata e con molti edifici avrà probabilmente un grado Mercalli più alto, perché comporterà sicuramente più danni della scossa più forte avvenuta nell’isola dove non abita nessuno.

Gradi
La scala Mercalli parte dal grado I per gli eventi sismici rilevabili solo dagli strumenti e raggiunge il grado XII, per un tipo di scossa definita “apocalittica” e che comporta una distruzione pressoché totale delle costruzioni umane, deformazioni della crosta terrestre e possibili maremoti.

I impercettibile – Avvertita solo dagli strumenti sismici.
II molto leggera – Avvertita solo da qualche persona in opportune condizioni.
III leggera – Avvertita da poche persone. Oscillano oggetti appesi con vibrazioni simili a quelle del passaggio di un’automobile.
IV moderata – Avvertita da molte persone; tremito di infissi e cristalli, e leggere oscillazioni di oggetti appesi.
V piuttosto forte – Avvertita anche da persone addormentate; caduta di oggetti.
VI forte – Qualche leggera lesione negli edifici e finestre in frantumi.
VII molto forte – Caduta di fumaioli, lesioni negli edifici.
VIII rovinosa – Rovina parziale di qualche edificio; qualche vittima isolata.
IX distruttiva – Rovina totale di alcuni edifici e gravi lesioni in molti altri; vittime umane sparse ma non numerose.
X completamente distruttiva – Rovina di molti edifici; molte vittime umane; crepacci nel suolo.
XI catastrofica – Distruzione di agglomerati urbani; moltissime vittime; crepacci e frane nel suolo; maremoto.
XII apocalittica – Distruzione di ogni manufatto; pochi superstiti; sconvolgimento del suolo; maremoto distruttivo, dislocamento della crosta terrestre.

Magnitudo
Per lungo tempo la scala Mercalli è rimasta un punto di riferimento per definire l’intensità di un terremoto, perché consente di farlo attraverso l’analisi degli effetti e non tramite la misurazione con gli strumenti. Era quindi ideale per stimare rapidamente le conseguenze di un terremoto e le necessità delle aree interessate.

Oggi grazie a una maggiore diffusione e accuratezza delle reti di sismografi, dislocati lungo il territorio, si sono affermate le scale che misurano l’energia liberata da un terremoto (magnitudo) basate sull’analisi dei dati forniti dagli strumenti. Questo sistema permette di avere dati confrontabili in situazioni e contesti diversi e fornisce una misurazione più scientifica e oggettiva di una scossa sismica.