Beno Gutenberg

Beno Gutenberg, Il Grande Sismologo Tra Sapone E Terremoti

di Stefano Fortini

La curiosa storia di Beno Gutenberg, il sismologo diviso tra la fabbrica di sapone di famiglia e le ricerche sui terremoti.

Il 4 giugno del 1889 nasceva a Darmstadt, in Germania, il geofisico Beno Gutenberg, uno dei più importanti sismologi del secolo scorso. E’ ricordato per i suoi contributi alla conoscenza della struttura interna della Terra e per la legge di Gutenberg-Richter, fondamentale in sismologia statistica.

Negli ultimi vent’anni sono stati pubblicati 400 articoli su questo e quest’altro argomento e ora ne sappiamo meno di allora.

Beno Gutenberg

Il padre di Beno era proprietario di una piccola fabbrica di sapone a Darmstadt. E sperava che anche il figlio entrasse nell’azienda di famiglia. Tuttavia, il futuro sismologo preferì dedicarsi alla scienza e, nel 1908, si trasferì a Gottinga per studiare geofisica nella sua prestigiosa università.

Qui ebbe modo di studiare con il professor Emil Wiechert, famoso per l’invenzione di un sismografo, all’epoca molto usato. E anche per essersi occupato del problema di dedurre la struttura interna della Terra utilizzando i tempi di viaggio delle onde sismiche.

Il primo articolo di Beno Gutenberg fu pubblicato nel 1910 e riguardava i microsismi, ovvero quelle perturbazioni di lieve entità che i sismografi registrano costantemente come un rumore di fondo. Gutenberg comprese che tra le cause di questo fenomeno ci sono le forti tempeste che avvengono in mezzo agli oceani.

Nel 1913 Gutenberg cominciò a lavorare in un centro di ricerche sismologiche a Strasburgo, quando la città faceva parte del territorio tedesco.

Nel 1914, studiando le ampiezze e i tempi di viaggio delle onde sismiche all’interno della Terra, Gutenberg fece probabilmente la sua scoperta più importante. Riuscì infatti a determinare con precisione la discontinuità, situata a circa 2900 km di profondità, che separa il mantello solido dal nucleo fluido sottostante. Questa superficie di separazione è oggi chiamata in suo onore “discontinuità di Gutenberg”.

discontinuità di gutenberg

Nell’agosto del 1914 scoppiò la prima guerra mondiale. E Beno fu inviato al fronte per combattere con l’esercito tedesco. L’esplosione di una granata gli provocò una ferita alla testa, fortunatamente non molto grave. Il fratello Arthur invece morì in battaglia nel 1915.

Dopo un periodo di recupero Gutenberg tornò al fronte ma questa volta come meteorologo. Il suo compito era quello di analizzare la direzione dei venti per evitare che i gas tossici lanciati dall’esercito tedesco investissero i soldati stessi.

Finita la guerra, lo scienziato sperava di riavere il suo incarico nel centro sismologico di Strasburgo. Ma la città era adesso di dominio francese e ciò non fu possibile. Inoltre Gutenberg era ebreo e i sentimenti antisemiti, già all’epoca molto diffusi in Germania, complicarono le cose.

Così, il più grande sismologo del paese si vide costretto a lavorare nella fabbrica di sapone del padre per guadagnarsi da vivere. Nello stesso periodo conobbe Herta Dernburg in un circolo ebraico. La coppia si sposò nel 1919 ed ebbe due figli: Arthur (come il fratello di Beno morto in guerra) e Stephanie.

beno gutenberg

Nonostante il gravoso impegno alla fabbrica di sapone, Beno Gutenberg non smise di occuparsi di problemi scientifici. Anche se era costretto a farlo dalla sua casa di Darmstadt. Infatti si faceva mandare dati e registrazioni dagli osservatori per corrispondenza e dedicava molte sere e fine settimana ad analizzarli ed interpretarli.

Fu in questo periodo che scoprì che la crosta terrestre, al di sotto delle aree continentali, è piuttosto spessa (in media 35 km). Mentre quella al di sotto degli oceani è più sottile (circa 6 km e soltanto 5 km al di sotto del Pacifico). Questa differenza può essere interpretata ipotizzando che la crosta oceanica sia di formazione molto più recente, un concetto chiave per comprendere il fenomeno della deriva dei continenti.

La casa di Darmstadt divenne un punto di ritrovo per molti sismologi. E a loro un instancabile Gutenberg dedicava sempre volentieri il proprio tempo libero. Tra questi occorre ricordare la danese Inge Lehmann, colei che ha scoperto che il nucleo terrestre è formato da un nucleo esterno e da un nucleo interno con proprietà fisiche diverse. La scienziata ricorderà con gratitudine gli insegnamenti e i consigli ricevuti dal sismologo tedesco.

Gutenberg era un uomo pieno di energia. Tuttavia il lavoro alla fabbrica di sapone finiva per sottrargli molto tempo che avrebbe potuto dedicare alle sue ricerche. Inoltre preoccupava il crescente antisemitismo che serpeggiava tra il popolo tedesco.

beno gutenberg

Le cose cambiarono quando Gutenberg ricevette l’offerta di un posto come professore di geofisica e meteorologia al California Institute of Technology (Caltech) e come ricercatore nel laboratorio sismologico. Nel settembre del 1930, Beno, Hertha e i due figli partirono per gli Stati Uniti per cominciare una nuova vita a Pasadena.

Quando Hitler conquistò il potere, Gutenberg aiutò diversi scienziati ebrei a lasciare la Germania trovando loro un incarico negli Stati Uniti. Alcuni di questi, come Victor Conrad e Helmut Landsberg, hanno dato contributi significativi alla fisica della Terra.

In California Gutenberg ebbe la possibilità di collaborare con grandi sismologi come Hugo Benioff e Charles Richter. In particolare la collaborazione tra Gutenberg e Richter ha portato ad importanti risultati.

Nel 1935 Richter introdusse il concetto di magnitudo. Ovvero una stima indiretta dell’energia rilasciata dall’evento sismico alla sorgente basata sull’ampiezza massima dell’oscillazione prodotta dal moto del terreno su un sismografo di riferimento.

La magnitudo introdotta da Richter era detta “magnitudo locale“, in quanto valida solo per distanze dall’epicentro del terremoto inferiori ai 1000 km. Ma non è l’unica magnitudo utilizzata. Gutenberg ha infatti introdotto la “magnitudo delle onde superficiali“, più adatta a valutare la grandezza dei terremoti lontani.

Molti ritengono che la cosiddetta “scala Richter“, ovvero la scala dei valori di magnitudo dei terremoti dovrebbe in realtà chiamarsi “scala Gutenberg-Richter“. Una delle ragioni della dimenticanza potrebbe essere la reticenza di Gutenberg a parlare con i giornalisti per via dei suoi problemi di udito.

Nel 1954 Gutenberg e Richter pubblicarono il volume “The seismicity of the Earth” (La sismicità della Terra), nel quale compare la famosa legge che porta entrambi i nomi dei sismologi ed è considerata uno dei pilastri della sismologia statistica. La legge di Gutenberg e Richter può essere scritta come

log N = a – bM

dove “log” è il logaritmo in base 10, N è il numero di terremoti con magnitudo superiore al valore M mentre a e b sono delle costanti che dipendono dalla regione che si sta analizzando. La legge di Gutenberg e Richter esprime in maniera quantitativa l’osservazione che i piccoli terremoti sono molto frequenti, mentre i grandi terremoti sono eventi rari.

In base a questa legge si può stimare, ad esempio, che ogni anno sulla Terra avvengano circa centomila terremoti con magnitudo maggiore di 3, di cui diecimila con magnitudo maggiore di 4, mille con magnitudo maggiore di 5, cento con magnitudo maggiore di 6, dieci con magnitudo maggiore di 7 e uno con magnitudo maggiore di 8.

Beno Gutenberg morì il 25 gennaio del 1960 all’età di settant’anni. Il sismologo Perry Byerly commentò la scomparsa dell’amico dicendo che “la morte di Beno Gutenberg segna la fine di un’era in sismologia.” e che “… è molto raro che qualcuno scriva un articolo di sismologia senza fare riferimento a Beno Gutenberg.”

beno gutenberg

Pochi mesi dopo la morte di Gutenberg, precisamente il 22 maggio del 1960, si registrò nei pressi della città di Valdivia, in Cile, il terremoto con i valore di magnitudo più alto della storia: 9,5.

Bibliografia:

Leon Knopoff, Beno Gutenberg: a Biographical Memoir, National Academy of Sciences, 1999; Robert P. Sharp, Beno Gutenberg, Engineering and Science, 1960; Michele Dragoni, Terrae Motus: la sismologia da Eratostene allo tsnunami di Sumatra, UTET, 2005.

Ciao da Stefano!

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