Un terremoto o sisma, è un'improvvisa, rapida vibrazione del suolo causata dal rilascio di una grande quantità di energia accumulata in masse rocciose.
Precisamente un terremoto è prodotto dalla brusca liberazione dell'energia accumulata da una roccia sottoposta a sforzo.
Il fenomeno che sta alla base della maggior parte dei terremoti è chiamato rimbalzo elastico.

A pressioni non elevate le masse rocciose, se sottoposte a sforzi, hanno un comportamento "fragile": la roccia si deforma in modo elastico fino ad un valore A dello sforzo accumulando energia. Al di sopra di tale valore la relazione non è più lineare. Quando lo sforzo raggiunge un determinato valore C (punto di rottura) la roccia si rompe, liberando tutta l'energia accumulata fino a quel momento.

Pertanto se una porzione di roccia inizia a deformarsi, essa offrirà una certa resistenza (che cambia a seconda del tipo di roccia), ma quando le forze che tengono insieme la roccia vengono superate da quelle che tendono a deformarla allora questa si spezza a partire dal punto più debole dove si crea una faglia. Si ha un brusco spostamento (sia in senso orizzontale che in senso verticale) delle due parti che rilasciano l'energia che avevano accumulato durante la deformazione. Le due parti quindi ritornano in pochissimo tempo alla loro posizione di equilibrio, cioè in uno stato indeformato.
Se invece in una massa rocciosa esiste già una faglia e le rocce vengono sottoposte a nuove sollecitazioni, è l'attrito tra le due parti rocciose ad opporsi al movimento e a fare accumulare tensione nelle rocce.
Quando la tensione che si è accumulata supera la resistenza dell'attrito, le due parti riescono a muoversi una rispetto all'altra fino a raggiungere una nuova posizione di equilibrio. In seguito, le tensioni fra i due blocchi crostali potranno riprendere ad accumularsi e prima o poi si verificherà un nuovo brusco spostamento delle parti e quindi un nuovo evento sismico.
Il fenomeno può essere paragonato a ciò che succede quando si tende un elastico: a un certo punto si giunge al limite oltre il quale l'elastico si rompe liberando l'energia che aveva accumulato durante la tensione.

L'energia accumulata nelle rocce si libera sotto forma di intense e rapide vibrazioni che si propagano in tutte le direzioni (come una sfera) sotto forma di onde elastiche chiamate onde sismiche. Il punto della litosfera da dove inizia la propagazione delle onde sismiche è detto fuoco o ipocentro. L'ipocentro di un terremoto viene individuato dalla sua profondità in chilometri e dalla sua posizione in latitudine e longitudine. Il termine epicentro, più comunemente usato in riferimento alla localizzazione di un terremoto, indica il punto della superficie terrestre direttamente sopra l'ipocentro.

Raramente un terremoto si presenta come un fatto isolato. Esso può essere preceduto da piccoli movimenti tellurici ed è seguito quasi sempre da scosse tanto numerose quanto più intenso è stato il primo evento. Queste scosse vengono definite repliche e non scosse di assestamento come a volte vengono chiamate perché in occasione di un terremoto, all'interno della terra non si assesta nulla ma avviene solo un mutamento degli equilibri esistenti.

In base alla profondità dell'ipocentro i terremoti si possono dividere in:

1. terremoti superficiali con ipocentro tra 0 e 70 km; rappresentano circa l'85% di quelli registrati ogni anno;
2. terremoti medi con ipocentro tra 70 e 300 km; rappresentano circa il 12% del totale;
3. terremoti profondi con ipocentro oltre i 300 km; sono circa il 3% del totale.
   
   

Le onde sismiche
Le onde sismiche sono essenzialmente onde sonore che si irradiano dall'ipocentro. Il comportamento delle rocce attraversate dalle onde sismiche permette di dividere queste ultime in due principali tipi:

• onde di compressione, anche note come primarie o onde P, che viaggiano, alla velocità compresa tra 1,5 e 8 chilometri per secondo nella crosta terrestre. Queste onde sono particolarmente veloci e sono le prime che si registrano con il sismografo.
• onde di distorsione, altrimenti note come secondarie o onde S, che viaggiano più lentamente, solitamente dal 60% al 70% della velocità delle onde P.
  

La traiettoria descritta da entrambe le onde non è rettilinea perché esse vanno soggette a riflessione ed a rifrazione quando attraversano le superfici di discontinuità che segnano il passaggio da una zona ad un'altra di diversa composizione.
Le onde P fanno vibrare il terreno nella stessa direzione in cui si propagano, mentre le onde S lo fanno vibrare perpendicolarmente o trasversalmente alla direzione di propagazione.
Oltre alle vibrazioni longitudinali e trasversali esistono altri tipi di onda, che percorrono la superficie del suolo senza spingersi in profondità.
Queste sono importanti perché inducono sforzi di taglio nel terreno e producono i maggiori danni in caso di sisma. La loro velocità è minore rispetto alle S, e anch'esse possono essere di tipo trasversale (onde di Lave o onde L) o longitudinale (onde di Rayleigh o onde R).
Le onde sismiche prodotte da un terremoto si propagano attraverso l'intera Terra. Disponendo di strumenti abbastanza sensibili, è possibile registrare le onde sismiche anche di un piccolo evento che si verifichi in qualsiasi luogo nel mondo in un qualsiasi altro posto del globo.

Sismografi e sismogrammi
I sismografi sono il principale strumento degli scienziati che studiano i terremoti. Migliaia di stazioni sismografiche sono in funzione in tutto il mondo, e questi strumenti sono stati trasportati anche sulla Luna, su Marte e su Venere. Fondamentalmente un sismografo è un semplice pendolo. Quando la terra trema, la base dello strumento si muove con essa, ma l'inerzia mantiene il pendolo in posto. Esso allora sembrerà muoversi, relativamente al suolo che vibra. Muovendosi esso traccia su un rullo di carta una registrazione chiamata sismogramma.
Una stazione sismografica, dotata di tre differenti pendoli disposti in maniera da registrare rispettivamente i movimenti in senso nord-sud, est-ovest e verticali della terra, possono produrre sismogrammi che consentono agli scienziati di stimare la distanza, la direzione, la magnitudo Richter e il tipo di movimento di faglia che ha causato il terremoto.
I sismologi usano reti di stazioni sismografiche per determinare la localizzazione di un terremoto, e per meglio stimare gli altri suoi parametri.

Come si misurano i terremoti
Dai dati sintetizzati nei sismogrammi, è possibile dedurre la durata, l'epicentro, la profondità della faglia dei terremoti e l'ammontare dell'energia rilasciata. L'intensità di un terremoto è valutata con la scala Mercalli e con la scala Richter.
La scala Mercalli misura l'intensità degli effetti di un terremoto in una data località. Sulla scala Mercalli i valori, o gradi, variano da I a XII.
Nella scala Richter l'intensità sismica si esprime come magnitudo, e questa è definita dal logaritmo del rapporto fra la massima ampiezza di oscillazione del terreno e la durata dell'oscillazione.
Dalla magnitudo, tramite formule empiriche, si può risalire all'energia rilasciata da un sisma.

Distribuzione geografica dei terremoti
La maggior parte dei terremoti si verifica in tre fasce principali, precisamente lungo le dorsali oceaniche, nelle catene montuose di recente formazione e nella cosiddetta cintura di fuoco circumpacifica.
Altre zone sismicamente attive sono le regioni con faglie e fratture dell'Africa orientale e alcune zone marginali alle masse continentali. In generale devono essere considerate pericolose tutte le aree con faglie ancora in movimento.
Ogni anno sull'intero pianeta si registrano in media circa un milione di terremoti, ma solo pochi hanno effetti disastrosi.
I terremoti che si verificano lungo le dorsali oceaniche hanno ipocentro superficiale e magnitudo relativamente bassa. Le catene montuose di recente formazione comprendono la catena alpina e la catena himalayana. Qui i terremoti hanno ipocentri superficiali e possono raggiungere magnitudo elevate. Nella cintura di fuoco circumpacifica si registra il maggior numero di eventi sismici disastrosi ed è qui che gli ipocentri raggiungono le maggiori profondità. Il 95% dell'attività sismica si verifica nelle fasce lungo le quali avvengono i contatti tra le placche litosferiche.

Confrontando la distribuzione delle aree vulcaniche e la localizzazione delle principali placche litosferiche con la distribuzione geografica delle aree sismiche, si rileva una notevole coincidenza nella distribuzione di questi due tipi di fenomeni. Questa coincidenza è dovuta al fatto che le aree di confine delle placche rappresentano zone di compressione e di distensione della litosfera e sono le zone di maggiore instabilità della superficie terrestre.

Il rischio sismico in Italia
L'Italia è situata nella zona di collisione tra le placche Africana ed Eurasiatica, e questo fatto comporta un elevato rischio sismico. La sismicità è concentrata nella parte centro-meridionale della penisola ed in alcune aree settentrionali.
In questo millennio si sono verificati almeno 30.000 eventi sismici di media e forte intensità, 200 dei quali disastrosi. Nell'ultimo secolo, i terremoti più forti hanno interessato soprattutto le regioni appenniniche, la Calabria, la Sicilia, il Friuli, le Marche e l'Umbria causando complessivamente 120.000 vittime e danni stimati in 120.000 miliardi di lire.
Oltre alle abitazioni, alle opere pubbliche e alle vite umane, una parte consistente del patrimonio storico ed artistico del nostro paese è fortemente esposta agli effetti del terremoto come purtroppo si è potuto constatare in seguito al sisma che ha colpito l'Umbria e le Marche nel settembre del 1997.

Sulla base della frequenza e intensità dei terremoti del passato, una parte del territorio nazionale è stata classificata in tre categorie sismiche, alle quali corrispondono livelli crescenti di protezione richiesti per le costruzioni. Nel 1980 il Ministero dei Lavori Pubblici ha effettuato la riclassificazione sismica del territorio nazionale. La dichiarazione di sismicità di un territorio significa che in quel territorio ci si attende, prima o poi, un terremoto con capacità distruttive. Nei comuni classificati sismici le nuove costruzioni devono essere progettate e realizzate in modo tale da poter sopportare senza gravi danni i terremoti meno forti e da non crollare in seguito a quelli più forti.
Complessivamente è classificato sismico il 45% della superficie del territorio nazionale, nel quale risiede il 40% della popolazione. Oggi si stanno predisponendo nuovi studi per la riduzione del rischio sismico, al fine di sviluppare una più incisiva azione di prevenzione.