La maggior parte dei terremoti è costituita dai cosiddetti «terremoti tettonici». Si verificano lungo i margini delle placche come conseguenza dello spostamento di blocchi rocciosi che si muovono l’uno rispetto all’altro. Le forze di deformazione che ne derivano producono tensioni nella roccia. Quando la tensione diventa troppo elevata, si verifica un improvviso rilascio, durante il quale le rocce si spostano bruscamente. Le oscillazioni del terreno così prodotte sono ciò che percepiamo come terremoto.
Nelle aree vulcanicamente attive possono verificarsi terremoti anche in seguito ai movimenti del magma. Si distingue tra «terremoti vulcano-tettonici», cioè terremoti causati dalla risalita del magma e dalla conseguente fratturazione delle rocce circostanti nel sottosuolo, e «terremoti idrotermali». La causa dei terremoti idrotermali è l’elevata attività geotermica nelle aree vulcaniche. In questo caso gli eventi sono innescati dal movimento di acque calde nel sottosuolo. Si tratta per lo più di terremoti deboli, che tuttavia possono presentarsi anche in sciami. L’ipocentro si trova generalmente molto vicino alla superficie.
Terremoti indotti costituiscono un’altra possibile causa di eventi sismici. Sono provocati da attività umane o interventi nel sottosuolo geologico. Ciò può modificare lo stato di tensione nelle rocce, favorendo lo spostamento di rocce o masse rocciose oppure, in parte, creando nuove tensioni. Caratteristica è la bassa profondità ipocentrale (di solito inferiore a 5 km). Terremoti indotti possono verificarsi, per esempio, quando l’intenso sfruttamento delle acque termali da parte degli stabilimenti balneari modifica rapidamente la pressione dei pori nel sottosuolo, ad esempio quando l’acqua viene pompata nel sottosuolo o in caso di arresto di una pompa. Se un terremoto è riconducibile ad attività umane, la reazione dell’opinione pubblica è comprensibilmente forte. Questi eventi vengono spesso percepiti intensamente perché sono molto superficiali e si verificano vicino a centri urbani. Esempio di terremoto idrotermale: Katla, Islanda (30.09.2016, magnitudo 3,6).
Altri esempi di terremoti indotti, che a Ischia non hanno rilevanza, sono: attività mineraria, estrazione di gas naturale o petrolio, iniezione di fluidi nel sottosuolo, Fracking, costruzione di bacini artificiali, geotermia, esplosioni nelle cave oppure test di armi sotterranei.
A causa dei cambiamenti climatici, i cosiddetti «terremoti da precipitazioni» possono provocare in alcune aree sciami sismici di bassa magnitudo. Esempio: Bad Reichenhall (24.04.2012, magnitudo 3,2).
Vanno inoltre menzionati: terremoti da crollo in cavità naturali vicine alla superficie terrestre.
terremoti da gelo , nei quali il congelamento improvviso delle acque sotterranee provoca scuotimenti.

A Ischia si verificano ripetutamente terremoti. La maggior parte ha tuttavia magnitudo inferiore a 2 e quindi non è percepibile dall’uomo. Solo raramente sull’isola si verificano terremoti con magnitudo pari o superiore a 4.
Le cause di questi terremoti vanno ricercate nella storia vulcanica dell’isola. Durante il sollevamento dell’isola, circa 33.000 anni fa, la copertura della camera magmatica si fratturò in singoli blocchi, sollevati in misura differente. Lungo i loro margini si formarono di conseguenza faglie, accompagnate dall’incastro e dalla rotazione dei blocchi rocciosi. I movimenti del magma nel sottosuolo o l’attività geotermica possono portare le tensioni accumulate nella roccia al loro massimo; quando tale limite viene superato può verificarsi un terremoto (vedi figura).

Modello schematico del sottosuolo dell’isola d’Ischia

Particolarmente significativa è la distribuzione degli epicentri sull’isola. Sia i terremoti storici sia quelli del passato più recente sono stati localizzati prevalentemente in una fascia a nord del massiccio dell’Epomeo, nei comuni di Casamicciola Terme e Lacco Ameno (vedi capitolo: Terremoti storici a Ischia). Uno sguardo alla struttura tettonica del sottosuolo ne mostra la ragione. A nord dell’Epomeo, durante il sollevamento, si verificò una frammentazione più intensa in singoli blocchi e quindi la formazione di numerose faglie, lungo le quali possono accumularsi tensioni nella roccia.

Per classificare la forza di un terremoto o dello scuotimento sismico, in ambito scientifico si utilizzano due scale differenti: la scala d’intensità e la scala di magnitudo.
1. Scala d’intensità
Con la scala d’intensità vengono classificati il tipo di percezione dello scuotimento da parte delle persone e il grado dei danni sismici . La prima scala fu introdotta nella seconda metà del XIX secolo dal vulcanologo italiano Giuseppe Mercalli e prese il suo nome. Egli documentò i danni dopo un terremoto e ne ricavò una tabella con 10 gradi d’intensità. In questo modo era possibile determinare approssimativamente l’ epicentro , poiché si presume che i danni siano maggiori nelle vicinanze dell’epicentro. Nel corso del tempo questa scala è stata ripetutamente rivista e adeguata alle conoscenze più recenti.
Dal 1998 in Europa viene utilizzata la Scala Macrosismica Europea (in breve: EMS-98), suddivisa in 12 classi.
La tabella seguente mostra una panoramica delle singole classi d’intensità.

2. Scala di magnitudo
La scala di magnitudo indica l’intera energia delle oscillazioni sismiche liberata durante un terremoto. Si basa quindi esclusivamente sulla registrazione strumentale della velocità effettivamente misurata delle oscillazioni del terreno. La misurazione avviene mediante sismografi, alcuni dei quali possono registrare oscillazioni inferiori a un milionesimo di millimetro. I terremoti più forti finora misurati hanno provocato spostamenti del terreno superiori a 10 m. Per rappresentare in modo chiaro queste differenze, le magnitudo dei terremoti sono indicate secondo una scala logaritmica. Ciò significa che, in un terremoto di magnitudo 2, la velocità delle oscillazioni del terreno è dieci volte maggiore rispetto a un terremoto di magnitudo 1. L’energia liberata aumenta invece di circa trenta volte per ogni unità di magnitudo! La scala di magnitudo più nota è quella introdotta nel 1935 dal sismologo statunitense Prof. Richter, la scala Richter. Ha però lo svantaggio di essere valida solo per sismografi situati a meno di 1.000 km dall’epicentro. Inoltre, con questa scala i terremoti di magnitudo superiore a 6,5 possono essere rappresentati solo in modo molto impreciso, poiché alle alte magnitudo le ampiezze aumentano solo di poco anche quando viene liberata più energia.
Per superare questo cosiddetto problema di saturazione , nel 1977 fu introdotta la scala di magnitudo momento (Mw). Essa si basa sul cosiddetto momento sismico (Mo), un prodotto scalare nel quale rientrano l’estensione della superficie di rottura nel sottosuolo, lo spostamento medio dei blocchi rocciosi e il modulo di taglio della roccia. Secondo questa formula la scala di magnitudo momento ha un limite superiore. Termina a 10,6, poiché a tale magnitudo la crosta terrestre solida si fratturerebbe completamente.

Un terremoto di magnitudo 4,0 sulla scala di magnitudo momento non corrisponde necessariamente a un’intensità EMS IV.
Come mostrano gli eventi di Ischia, anche terremoti di bassa magnitudo possono provocare gravi danni. L’intensità di un terremoto non dipende infatti solo dalla magnitudo, ma anche dalla profondità ipocentrale, dalle caratteristiche costruttive e dalla densità abitativa. In generale, per terremoti superficiali (fino a 70 km di profondità) ci si attende un’intensità maggiore rispetto a terremoti profondi (300–700 km).

Da circa 1.000 anni esistono testimonianze sugli effetti dei terremoti a Ischia. All’epoca non esistevano ancora strumenti di misura, ma i danni causati dalle scosse venivano documentati con precisione. Oggi è quindi possibile stimare l’intensità, l’epicentro approssimativo e – con una certa incertezza – anche la magnitudo. Il primo terremoto più forte documentato sull’isola d’Ischia avvenne nel novembre 1275 presso Ischia Porto e presenta una magnitudo stimata di 4,01. Fino al 1980 incluso sono stati identificati altri 11 terremoti con magnitudo Mw > 2,8. La tabella e la figura seguenti mostrano gli anni interessati e la localizzazione degli epicentri.

I 12 terremoti più forti dal 1000 al 2014

*Questo dato è molto incerto. L’Osservatorio Vesuviano ha localizzato il terremoto 20 km a sud di Ischia con magnitudo 3,1. Non ha provocato danni.

Epicentri dei terremoti a Ischia dal 1000 al 1999, dal catalogo CPTI15

Il 28.07.1883 si verificò il terremoto più devastante finora documentato a Ischia. Il terremoto di magnitudo Mw = 4,26 causò la morte di 2.333 persone. Il comune maggiormente colpito fu Casamicciola Terme. Soprattutto nelle frazioni poste più in alto gli effetti furono enormi. Complessivamente fu distrutto l’80% delle case di Casamicciola Terme. Gravi danni furono registrati anche a Lacco Ameno (70% delle case distrutte) e a Forio (50%). In base ai danni sismici, l’intensità è valutata pari a X. Già il giorno successivo arrivarono sull’isola 1.200 soldati per aiutare nei lavori di sgombero. Per gli abitanti rimasti senza casa furono costruite, entro la fine di settembre, 800 baracche di legno. Già alcuni giorni prima dell’evento erano stati osservati in natura alcuni fenomeni che allora non si riuscivano a interpretare. Nei giorni precedenti il terremoto, per esempio, furono rilevate temperature dell’acqua più elevate in alcune sorgenti termali. Inoltre aumentò l’attività di alcune fumarole, mentre in altre cessò improvvisamente.

Dalla metà circa degli anni Novanta sono disponibili dati sismici affidabili ottenuti mediante strumenti.
L’analisi di questi dati mostra che la maggior parte dei terremoti presenta magnitudo comprese tra 0,5 e 1,5 e solo occasionalmente ha raggiunto valori fino a 2,5. In pochi casi sono stati registrati terremoti più forti. Con una magnitudo massima di 4,0, rientrano comunque nella categoria dei terremoti lievi. L’ipocentro si trovava in genere a una profondità di 1–2 km.

Epicentri dei terremoti nel periodo 1999–2017. Grande punto rosso: terremoto del 21.08.2017

L’ultimo terremoto più forte a Ischia, con magnitudo 4,0 (Mw), si verificò il 21.08.2017 alle ore 20:57. L’epicentro si trovava a nord dell’Epomeo, nella parte alta di Casamicciola Terme, a una profondità di 1,73 km. Gli effetti più forti si registrarono soprattutto nelle località La Rita e Maio, oltre che a Fango nel comune di Lacco Ameno. Il terremoto danneggiò numerosi edifici, in alcuni casi al punto da renderli inagibili. Sette case crollarono, alcuni muri cedettero. Due donne morirono colpite dalle macerie, 42 persone rimasero ferite e centinaia persero la casa quella sera.
L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) di Roma classificò questo terremoto, sulla base dei danni prodotti, con un’intensità massima VIII (EMS-98) (INGV Gruppo QUEST, 2017).
Le enormi conseguenze di questo terremoto non dipendono soltanto dalla profondità molto ridotta dell’ipocentro. Un ruolo importante ebbero le modalità costruttive e la posizione degli edifici. Molti edifici furono costruiti – spesso senza le necessarie autorizzazioni – sopra linee di faglia e senza rispettare le norme edilizie. In altri casi le case erano disabitate da tempo e presentavano già problemi strutturali prima del terremoto. Alcuni edifici furono ricostruiti dopo il terremoto del 1883 sulle fondazioni distrutte delle abitazioni precedenti, senza adeguate fondazioni; altri erano stati realizzati soltanto come sistemazioni provvisorie dopo il sisma del 1883 e avrebbero dovuto essere demoliti.