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« INVENTATO   E   DESCRITTO   DAL   PROF.   D.   IGNAZIO   GALLI »
• DIR. DELL’OSSERVATORIO METEOROLOGICO DI VELLETRI •

 
 
     

     


I sismografi comuni, ne’ quali uno o più pendoli a filo elastico dovrebbero oscillare per l’urto del terremoto, talvolta non ne danno alcun indizio, anche se le scosse sieno abbastanza forti. Il primo che studiasse accuratamente questa tanto variabile sensibilità dei pendoli fu il padre Cavalleri: ed egli ne trovò la ragione nel vario rapporto tra la lunghezza de’ fili pendolari e quella delle onde sismiche, come accade per le corde sonore e le onde acustiche. Più tardi il chiarissimo signor professore Michele Stefano De-Rossi, al quale dobbiamo il grande sviluppo che da parecchi anni va prendendo la sismologia italiana, con nuove e svariate ricerche su questo importante argomento è venuto alla medesima conclusione: e chiunque siasi occupato con assiduità di osservazioni sismiche, e specialmente delle microsismiche, avrà notato più d’una volta, che per qualche scossa il moto del pendolo era appena rivelato dal microscopio.
Quindi la necessità di costruire strumenti, che abbiano almeno qualche condizione indipendente dalla lunghezza e dalla durata dell’onda sismica, ricorrendo, per esempio, ai pendoli rigidi e pesanti, come ha fatto il chiarissimo padre Cecchi nel suo ingegnosissimo sismografo, ordinato principalmente a raccogliere le più minute circostanze delle forti scosse; o introducendo altri artificii, come quelli immaginati dal Mallet e dal nostro illustre e venerando Palmieri; ovvero usando più pendoli di varia lunghezza e di vario peso, come nel sismografo a registrazione continua del professor De-Rossi. Ma cotesti sono apparecchi da osservatorio, e non possono stare in mano di qualunque persona.
Non è dunque opera inutile il costruire sismografi che alla prontezza del moto uniscano una grande semplicità di meccanismo; massime a questi tempi, in cui molti privati entrano volenterosamente nella schiera degli osservatori, e forniscono alla sismografia dati preziosissimi per l’analisi de’ fenomeni e per lo studio della loro natura.

   


A tale scopo ho fatto eseguire un nuovo modello di sismografo, il quale è qui rappresentato prospettivamente ed in maniera, che le sue diverse parti appariscano distinte, senza bisogno di segni speciali.
Sulla linea mediana di una lastra di marmo sono fissate a vite le due estremità d’una grossa verga di ottone curvata in alto. Avanti ad essa si veggono due colonnine metalliche, anch’esse solidamente fissate a vite, e terminate da uno scodellino col fondo di pietra dura, su cui s’appoggia verticalmente la punta d'un ago saldato ad una lunga asta d’ottone.

   

L’asta è obbligata a reggersi diritta dal peso d’un grosso anello metallico, che le si unisce per mezzo di quattro verghette convergenti alla sua base emisferica. Così si ha veramente un pendolo rigido, che non soffre alcun attrito al suo punto di sospensione; e intanto l’ampiezza delle sue oscillazioni vien moltiplicata alla estremità superiore dell’asta soprapposta secondo il rapporto della sua lunghezza.
Ma il pregio ili questa forma pendolare sta principalmente nella grande lunghezza dell’asta rispetto a quella del pendolo: talché basta il più piccolo tremolio del sostegno, perché il centro di gravità del sistema e le due estremità del suo asse di figura escano dalla verticale che passa pel punto di sospensione.
L’asta più lunga termina in un dischetto d’argento brunito con un puntino nero nel centro, sul quale si dirige il microscopio per le osservazioni microsismiche. Ma quando non possa ottenersi una illuminazione piuttosto viva, torna meglio piantare sull’asta un ago sottilissimo e disporre il microscopio orizzontalmente, di maniera che il suo asse ottico passi, girando, per tutti i piani verticali che si tagliano sull’asse dell’ago medesimo.
La luce d’una finestra o d’una candela sarà allora più che bastevole per illuminare la scala micrometrica.
L’asta più corta regge un leggero telaio, sul quale si incastra un quadrato di carta “glacé” affumicata. Sopra la superficie di questa carta s’appoggia la punta d’un ago, retto da una leva mobilissima (che nella figura si vede alzata), ed appena squilibrata nel braccio che porta l’ago.
Ora è chiaro, che per un urto orizzontale ricevuto dal sostegno in qualunque senso, il pendolo oscillerà liberamente nel piano dell’urto, e quindi si otterrà sulla carta una linea bianca o una ellissi, che colla posizione e colla lunghezza indicherà la direzione del moto ondulatorio e la sua intensità relativa.
A conferma della direzione e ad istituire studi comparativi, che talora possono essere interessanti, ho aggiunta una verga rigida, infissa con una sottile punta d’acciaio sopra un bottone di busso al mezzo della base di marmo.
È presso a poco il sismografo già sperimentato dal Forbes, e poi usato come sismoscopio dal Palmieri e dal De-Rossi. Un telaio eguale a quello del pendolo, ma più pesante, porta un altro quadrato di carta affumicata, sulla quale l’ago d’una leva, simile e quella indicata di sopra, traccia linee bianche quando la verga, piegandosi al piede per sola elasticità di flessione, descrive degli archi nel piano verticale della scossa, senza grande pericolo che per urti successivi ed angolari concepisca movimenti conici come avviene necessariamente nel pendolo.
Così la direzione e l’intensità della scossa restano segnate con molta esattezza.
Ma come potrà determinarsi da qual parte sia venuta l’onda sismica?
Se, per esempio, si trovasse una traccia nel piano del meridiano, la scossa donde sarebbe arrivata, dal Sud o dal Nord ?
- A risolvere questo problema io adopero un cono metallico, tronco presso al vertice appena quanto basta perché non cada quando si colloca rovesciato sopra un piano orizzontale. È evidente che, se il piano oscilli, il cono cadrà immediatamente verso la parte da cui è venuta la forza urtante: ed allora s’appoggerà entro uno dei sedici archetti, che sono intagliati sull’orlo interno d’un disco anulare è corrispondono alle sedici principali divisioni dell’orizzonte come si vede a destra della figura.
Il disco può essere orientato a piacere per mezzo d’una vite di pressione.
La caduta dello stesso cono determina ancora l’ora precisa del terremoto.
Perocché il disco sopraddetto è sostenuto da un gambo cilindrico verticale, che scorre facilissimamente entro due anelli, ed è sollevato dal peso d’una leva, la quale passa sotto l’orologio e ripiegandosi va a terminare presso l’estremità inferiore del suo pendolo. Il peso del cono caduto fa dunque abbassare il disco col suo gambo: la leva s’innalza allora dall’altro lato, e il pendolo dell’orologio si ferma immediatamente.
Questa parte dell’apparecchio sismografico a me sembra la più importante per gli odierni studi, poiché dà esattamente l’ora e la provenienza dell’onda sismica.
Epperò chiunque possieda un orologio a pendolo potrebbe procurarsi il resto con poca spesa e raccogliere fatti di grande interesse scientifico.
Per le scosse sussultorie ho fatto uso della solita spirale elastica, caricata da un peso proporzionato, come si vede a sinistra della figura. Una leva piuttosto lunga e leggerissima sostiene un ago pendente da un capello, e nell’atto dell’ urto verticale traccia un arco sulla carta affumicata del telaio a destra, che è presso la base dell’istrumento, e che per mezzo di due snodature, d’una asticciuola corsoia e d’una vite di pressione, può prendere qualsivoglia posizione.
Finalmente v’ho aggiunto una calamita a ferro di cavallo e rovesciata, la cui àncora è caricata al massimo per mezzo d’un braccio orizzontale, che porta un romano a vite perché possa registrarsi colla più grande esattezza.
Quindi se l’intensità magnetica venisse a scemare, anche in piccolissima misura, l’àncora si inclinerebbe dal lato del peso, restando nondimeno aderente ai due poli della calamita. Dagli esperimenti del chiarissimo padre Bertelli e dell’illustre signor Conte A. Malvasia pare veramente che prima del terremoto le calamite soffrano talvolta una diminuzione di forza, siccome osservarono da gran tempo i Giapponesi.
È dunque di somma importanza il proseguire attentamente le osservazioni.
Chi lo desiderasse, e certo sarebbe cosa assai utile, potrebbe aggiungervi un secondo orologio, che, fermato al calare dell’àncora indicherebbe l’ora del fenomeno.
Le dimensioni di questo sismografo sono tanto ristrette, da non dare alcun impaccio.
Il lato della base è di 30cm: l’altezza dell’istrumento giunge appena a 56cm.
Esso è chiuso in una custodia di cristallo, e può esser collocato o sopra una mensola di marmo fissata ad un muro molto solido, ovvero sopra un pilastrino fondato sul terreno. Quando non si volessero fare osservazioni microsismiche, l’istrumento potrebbe ridursi a tale da stare sotto una campana da fiori. Oltre a ciò il sismografo è riuscito così elegante, che può entrare tra le decorazioni di qualunque sala. (1)
Mi sembra adunque che esso risponda alle seguenti condizioni:
- 1°. Rigidezza delle parti oscillanti e grande facilità al movimento;
- 2°. Massima chiarezza e precisione nella traduzione grafica de’ moti sismici;
- 3°. Registrazione de’ movimenti con soli mezzi meccanici e con tanta semplicità, che lo strumento può essere usato da qualunque persona (e perciò ho voluto evitare l’aiuto della corrente elettrica, che difficilmente può essere regolata e mantenuta a lungo da mani inesperte);
- 4°. Gran numero di indicazioni colla massima economia di spazio e relativamente di prezzo. (2)
Innanzi dare pubblicità a questo nuovo sismografo, ho creduto benfatto attendere una scossa di terremoto che lo mettesse alla prova.
La scossa è finalmente avvenuta il giorno 13 di ottobre a 50 minuti dopo mezzodì.
Fu così leggera che quasi nessuno se ne avvide: e nondimeno cadde il cono sulla divisione SSW, e quindi si fermò l’orologio all’ora suindicata. S’ebbe una traccia ili tre millimetri nella direzione SSW-NNE sul telaio del pendolo a sinistra, ed un’altra di due millimetri descritta dalla leva della spirale.
Dal che si deduce che l’onda sismica fu molto debole, che giunse precisamente dal SSW, e che fu accompagnata da una leggerissima scossa verticale.
- Quel giorno ebbi l’onore di ricevere nella mia casa l’illustre padre G. S. Ferrari, ed egli ancora poté giudicare della prontezza e della precisione con che l’istrumento poté registrare i vari accidenti del fenomeno. In seguito il sismografo ha segnate diverse altre scosse di terremoto, sempre leggerissime e per lo più non avvertite da alcuno.
Lo stesso sistema con qualche modificazione potrebbe essere applicato alla registrazione continua, non pure dei terremoti sensibili, ma ancora dei moti microsismici, ottenendone la direzione, l’intensità, il numero de’ massimi, l’ora e forse anche la durata.
Me ne occuperò appena i mezzi e il tempo me lo permetteranno.

Velletri, ai 4 di decembre 1879.


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(1) - Sarebbe ormai tempo che certi ornamenti inutili, e talora pericolosi, venissero sostituiti Strumenti d’osservazione, dei quali è quasi impossibile non apprendere qualche buon insegnamento.
Si dica altrettanto delle collezioni di minerali, di piante viventi, di uccelli, di conchiglie, di farfalle, di scarabei e d’altri graziosi insetti. Così le famiglie agiate vivrebbero in mezzo alle più splendide bellezze naturali, e i figli vedrebbero sulle pareti domestiche un continuo e gradito stimolo alla osservazione de’ fenomeni, allo studio del loro valore e delle loro differenze.
Questo grande concetto educativo è del nostro sommo geologo signor professor Stoppani (“Lo studio della natura come elemento educativo” decembre 1878) e non v’à dubbio che se venisse posto in pratica gioverebbe immensamente alla buona educazione della mente e del cuore.

(2) - Il primo modello è stato costruito a Velletri sotto la mia direzione dal signor Francesco Marelli incisore-meccanico. Chi desiderasse avere l’istrumento può Indirizzarmene dimanda, ed io mi incaricherò di fare eseguire copia accuratissima dallo stesso meccanico.
Il prezzo del sismografo completo è di L. 250; del solo sismografo pei terremoti sensibili è di L. 150; della sola parte che serve ad indicare il punto di provenienza e l’ora (senza l’orologio) è di L. 15.

   

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