Что означает магнитуда землетрясения 0.1. Что такое магнитуда землетрясений? Шкала Рихтера
— классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Шкала была предложена в 1935 году американским сейсмологом Чарльзом Рихтером (1900‑1985), теоретически обоснована совместно с американским сейсмологом Бено Гутенбергом в 1941‑1945 годах, получила повсеместное распространение во всем мире.
Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении . Хотя шкала магнитуд в принципе не ограничена, существуют физические пределы величины выделившейся в земной коре энергии.
В шкале использован логарифмический масштаб , так что каждое целое значение в масштабе указывает на землетрясение, в десять раз большее по мощности, чем предыдущее.
Землетрясение с магнитудой 6,0 по шкале Рихтера вызовет в 10 раз более сильное колебание грунта, чем землетрясение с магнитудой 5,0 по той же шкале. Магнитуда землетрясения и его полная энергия — не одно и то же. Энергия, выделяющаяся в очаге землетрясения, при увеличении магнитуды на единицу возрастает примерно в 30 раз.
Магнитуда землетрясения — безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения, измеренных сейсмографом, и некоторого стандартного землетрясения.
Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине.
Землетрясения разной магнитуды (по шкале Рихтера) проявляются следующим образом:
2,0 — самые слабые ощущаемые толчки;
4,5 — самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;
6,0 — умеренные разрушения;
8,5 — самые сильные из известных землетрясений.
Ученые считают, что землетрясения более сильные, чем с магнитудой 9.0, произойти на Земле не могут. Известно, что каждое землетрясение представляет собой толчок или серию толчков, которые возникают в результате смещения горных масс по разлому. Расчеты показали, что размер очага землетрясения (то есть величина площади, на которой произошло смещение горных пород, которыми и определяется сила землетрясения и его энергия) при слабых, едва ощутимых человеком толчках измеряется в длину и по вертикали несколькими метрами.
При землетрясениях средней силы, когда возникают в каменных зданиях трещины, размеры очага достигают уже километров. Очаги же при самых сильных, катастрофических землетрясениях имеют протяженность 500‑1000 километров и уходят на глубину до 50 километров. У максимального из зарегистрированных на Земле землетрясений очаг равен 1000 x 100 километров, т.е. близок к максимальной длине разломов, известных ученым. Невозможно и дальнейшее увеличение глубины очага, так как земное вещество на глубинах более 100 километров переходит в состояние, близкое к плавлению.
Магнитуда характеризует землетрясение как цельное, глобальное событие и не является показателем интенсивности землетрясения, ощущаемой в конкретной точке на поверхности Земли. Интенсивность или сила землетрясения, измеряемая в баллах, не только сильно зависит от расстояния до очага; в зависимости от глубины центра и типа горных пород сила землетрясений с одинаковой магнитудой может различаться на 2‑3 балла.
Шкала балльности (не шкала Рихтера) характеризует интенсивность землетрясения (эффект его воздействия на поверхности), т.е. измеряет ущерб, нанесенный данной местности. Балльность устанавливается при обследовании района по величине разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности.
Существует большое число сейсмических шкал, которые можно свести к трем основным группам . В России применяется наиболее широко используемая в мире 12‑балльная шкала МSK‑64 (Медведева‑Шпонхойера‑Карника), восходящая к шкале Меркалли‑Канкани (1902), в странах Латинской Америки принята 10‑балльная шкала Росси‑Фореля (1883), в Японии — 7‑балльная шкала.
Оценка интенсивности, в основу которой положены бытовые последствия землетрясения , легко различаемые даже неопытным наблюдателем, в сейсмических шкалах разных стран различна. Например, в Австралии одну из степеней сотрясения сравнивают с тем "как лошадь трется о столб веранды", в Европе такой же сейсмический эффект описывается так — "начинают звонить колокола", в Японии фигурирует "опрокинутый каменный фонарик".
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Шкала Рихтера была придумана для определения силы земных колебаний. Иными словами она поможет нам устанавливать мощность землетрясений. Система эта- международная. Придумал ее итальянец Меркалли. Кем же был Рихтер и почему все лавры достались ему?
История шкалы Рихтера
Шкала землетрясения Рихтера разработана в тридцатых годах двадцатого века. Система Меркалли была не только переименована, но и доделана. Итальянец вял за основу 12-бальную шкалу. Минимальные толчки равнялись единице.
Сильными считались землетрясения от 6-ти баллов. Не все государства были с этим согласны. , к примеру, применяли 10-ти бальную, а в Японии на 7-бальную шкалы. Но в век глобализации всё изменилось.
Нужен был общий стандарт, а данные всех сейсмографов были расшифрованы в любой точке на Земле. Тут-то за дело и взялся Чарльз Рихтер. Американец стал применять десятичный логарифм.
Измерение амплитуды колебаний было прямо пропорционально изменению иглы на сейсмографе. Рихтер также внес поправки в зависимости от удаления местности от эпицентра землетрясения.
Шкала магнитуд Рихтера была официально зарегистрирована в 1935-ом. Мир стал ориентироваться не только на 10 баллов, но и на разницу в десять баллов между соседними отметками линейки.
2-бальное землетрясение считается в 10 раз сильнее 1-бального, а 3-бальные толчки в 10 раз мощнее 2-бальных, и так далее. Но, как определять силу толчков? Как узнать и определить, что подвижки земной коры именно 3-х, 7-ми, 9-бальные?
Шкала Рихтера - баллы в визуальных и физических проявлениях
Баллы помогут нам измерить частоту поверхностных толчков. Их мощность в недрах Земли, где произошёл разлом, больше. Часть энергии уходит по пути к твердой коре планеты. Значит, мощность тем больше, чем ближе к поверхности очаг. Один балл люди не ощущают.
Два балла почувствуют лишь жители верхних этажей высоток, ощущая слабые колебания. При трёх баллах качаются люстры. Ощутимые сотрясения внутри зданий, даже не больших, — это четыре балла.
А пяти-бальные землетрясения ощутимы уже не только в домах, но и на улицах. При шести баллах могут потрескаться стекла, движется мебель, посуда. Трудно держаться на ногах становится во время семи-бального землетрясения. По кирпичным стенам расходятся трещины, могут быть разрушены лестничные пролеты, на дорогах случаются оползни.
При восьми баллах здания могут разрушаться, а так же, рваться коммуникации, которые расположены под землей. Девяти-бальные толчки приводят к волнениям на воде, могут вызвать, цунами. Почва идет трещинами.
Сминает же и ломает её во время 10-бальных землетрясений. Одиннадцать баллов … Стоп. Ведь шкала Рихтера заканчивается на десятке. В том-то и дело. Пробелы в знаниях людей привели к смешиванию систем Меркалли и Рихтера.
Поверхностную интенсивность толчков в баллах измеряли по итальянской шкале. Она, как видно, не исчезла, а неофициально присоединилась к американской. У Меркалли присутствует и 11, и 12 баллов.
При 11-ти кирпичные здания разрушатся до основания, от дорог тоже остается лишь воспоминание. 12 баллов - это катастрофическое землетрясение, меняющее рельеф земли. Трещины в ней достигают вширь 10-15 метров.
О чем же нам говорят отметки истинной шкалы Рихтера. Она основана на магнитуде, которую не учитывал Меркалли. Магнитуда замеряет энергию, выделившуюся при подвижках в земных недрах. Рассматривают не внешние проявления землетрясения, а их внутренняя суть.
Шкала Рихтера — таблица магнитуд
Если определять баллы возможно, наблюдая за изменениями на поверхности планеты, то магнитуду измеряют только по показаниям сейсмографов. В расчете за основу берут тип волн некоего типичного, среднего землетрясения.
Показатель ставится в логарифм с максимальной амплитудой конкретных сотрясений. Магнитуда пропорциональна этому логарифму.
Сила выбрасываемой при землетрясении энергии зависит от размеров его очага, то есть длины и ширины разлома в породах. Типичные толчки по Рихтеру могут измеряться не только целыми, но и дробными .
Так, магнитуда 4,5 приводит к малым разрушениям. Параметры разлома - лишь несколько метров по вертикали и в длину. Очаг в несколько километров, как правило, дает землетрясения с магнитудой 6.
Разлом в сотни километров - магнитуда 8,5. В шкале Рихтера есть и десятка. Но, это, так сказать, нереальный предел. На Земле не происходило землетрясений с магнитудой выше 9-ти. Видимо, и не произойдет.
Для 10-ой магнитуды нужна глубина разлома более 100 километров. Но, на такой глубине земля уже не твердая, вещество превращается в жидкость - мантию планеты. Протяженность очага, тянущего на десятку, должна превысить 1000 километров. Но, подобные разломы ученым не известны.
Не встречаются, точнее, не фиксируются приборами и землетрясения с магнитудой 1. Самые слабые толчки, ощущаемые и сейсмографами, и людьми - 2 балла. Да, показатели магнитуды иногда тоже именуют баллами. Но, правильнее, произносить лишь цифру, дабы не произошло путаницы со шкалой Меркалли.
Существует примерное соотношение бальности землетрясения с его магнитудой. При этом, важно учитывать глубину залегания очага толчков. Проще всего соотнести показатели, глядя на таблицу.
| Километры | Магнитуда | |||
| 5 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 10 | 7 | 8-9 | 10 | 11-12 |
| 20 | 6 | 7-8 | 9 | 10-11 |
| 40 | 5 | 6-7 | 8 | 9-10 |
Из таблицы видно, что одна и та же магнитуда может приводить к разным разрушениям в зависимости от глубины залегания очага. Есть и другие основания судить, каким будет землетрясение в баллах ? Баллы по шкале Рихтера зависят еще и от сейсмоустойчивости зданий в районе подземных толчков, характера почвы.
В крепких строениях сила землетрясения воспринимается иначе, чем в домах, возведенных без учета возможных подвижек земной коры. Чарльз Рихтер говорил об этом еще в 1930-ых.
Ученый не просто создал международную шкалу, но и всю жизнь боролся за разумное строительство, с учетом всех рисков конкретной местности. Именно благодаря Рихтеру многие страны ужесточили нормы возведения зданий.
Землетрясения различаются по силе и результатам воздействия на поверхность земли. И в науке неоднократно предпринимались попытки классифицировать их по по этим показателям.
В результате таких попыток были разработаны 12 бальные шкалы , основывающиеся на оценке воздействия их на поверхность земли.
12 бальная шкала оценки интенсивности землетрясений (в дальнейшем шкала землетрясений ) оценивает интенсивность землетрясения в баллах в данной точке, вне зависимости от мощности его в эпицентре.
Шкала Рихтера имеет другой подход и оценивает величину сейсмической энергии высвобождающейся в эпицентре землетрясения. Единица измерения сейсмической энергии — магнитуда .
12 бальная шкала землетрясений.
В 1883 году 12 бальная шкала землетрясений была разработана Джузеппе Меркали. Позже она совершенствовалась самим автором, а, в последствии, также Чарльзом Рихтером, (автором шкалы Рихтера) и получила название Модифицированная шкала землетрясений Меркалли.
Эта шкала землетрясений, на сегодняшний день, используется в США.
В СССР и Европе длительное время использовалась 12 бальная шкала землетрясений — MSK-64. По ней, так-же как и по шкале землетрясений Меркалли, интенсивность их измеряется в баллах, указывающих на интенсивность, характер и масштаб воздействия на поверхность земли, сооружения, людей и животных в данном районе.
Шкала землетрясений MSK-64 очень наглядна. И если мы слышим в средствах массовой информации о том, что произошло землетрясение силой в 6 баллов, то очень просто можем себе представить, что, согласно этой шкалы землетрясений, оно было сильным, его ощутили все люди. Многие из них выбежали на улицу. Отваливались куски штукатурки, а со стен падали картины.
Или землетрясение силой в 9 баллов можно представить себе как опустошительное, при котором были повреждены и разрушены каменные дома, а деревянные дома покосились.
Все просто и понятно.
При этом надо заметить, что по шкале землетрясений интенсивность их оценивается в определенной точке. Понятно, что в эпицентре, расположенном над очагом землетрясения и в отдаленной точке интенсивность его будет различна.
В 1988 году Европейский сейсмический комитет начал обновление шкалы землетрясений MSK-64 и в 1996 году обновленная шкала землетрясений под названием EMS-98 вместе с руководством по применению была рекомендована к применению. Эта шкала землетрясений также 12 бальная и принципиальных различий с другими шкалами землетрясений не имеет.
В Японии используется шкала землетрясений Японского метеорологического агентства. Она начинается с трех баллов, когда люди начинают ощущать точки.
В ней, в отдельных колонках описывается воздействие на людей, на обстановку внутри зданий и на улице. Высший балл этой шкалы землетрясений — 7.
От других шкал она так-же принципиально не отличается.
Шкала Рихтера. Магнитуда.
Нередко, в том числе и в средствах массовой информации, можно слышать о происшедшем где-либо землетрясении силой, к примеру, в 6 баллов по шкале Рихтера.
Это неверно. Шкала Рихтера описывает не интенсивность землетрясения, выраженную в баллах, а совершенно другую характеристику, выраженную в других единицах.
Шкала Рихтера оценивает величину высвободившейся сейсмической энергии в эпицентре по измеренной приборами амплитуде колебаний почвы дошедших в точку измерения. Выражается эта величина в магнитуде.
Сам Рихтер магнитуду любого толчка определял как: «логарифм, выраженной в микронах, амплитуды записи этого толчка, сделанной стандартным короткопериодным крутильным сейсмометром на расстоянии в 100 километрах от эпицентра».
Магнитуда высчитывается после измерения амплитуды на сейсмограмме. А при расчетах необходимо внести поправки: на глубину очага землетрясения, на то, что измерения были проведены нестандартным сейсмометром. Необходимо привести вычисления к измеренным на стандартном расстоянии 100 км то эпицентра.
Это непростые вычисления. И из-за перечисленных сложностей величины магнитуд, выданных различными источниками могут незначительно отличаться.
Но в целом они дадут объективную оценку мощности землетрясения.
Поэтому правильно будет сказать, что в определенном месте произошло землетрясение с магнитудой, скажем, -5, по шкале Рихтера.
Магнитуда , вычисленная в различных точках по шкале Рихтера будет иметь одно значение. Интенсивность толчков в баллах в различных точках будет различная.
В этом и состоит различие 12 бальной шкалы землетрясений и 9,5 бальной шкалы Рихтера, выраженной в магнитуде (шкала Рихтера имеет диапазон 1 — 9,5 магнитуды).
Не стоит путать (а в СМИ это случается сплошь и рядом) понятия шкала Рихтера и 12 бальная шкала землетрясений.
Интенсивность по шкале Рихтера определяется сразу по показаниям сейсмографов. Интенсивность в баллах определяется позже, по оценке воздействия на земную поверхность. Поэтому самые первые сообщения по оценке мощности толчков приходят именно по шкале Рихтера.
Как правильно сообщить об интенсивности толчков в магнитуде по шкале Рихтера?
Верное употребление — «землетрясение магнитудой 7 по шкале Рихтера».
Ранее, по недосмотру, применялось неправильное выражение — «землетрясение 7 баллов по шкале Рихтера».
Или так-же не правильно — «землетрясение 7 магнитуд по шкале Рихтера» или «магнитудой 7 баллов по шкале Рихтера».
Шкала Рихтера описывает мощность толчков в эпицентре, вне зависимости от условий и вводит в употребление единицу измерения мощности толчков — магнитуда. Другие шкалы описывают воздействие их на поверхность в различных местах в зависимости от условий, грунтов, пород, отдаленности от эпицентра и т. д.
По этой причине шкала Рихтера является самой объективной и научно обоснованной.
Шкала Рихтера (шутка)
В 1935 г. профессор Ч. Рихтер предложил оценивать энергию землетрясения магнитудой (от лат. величина).
Магнитуда землетрясений - условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясением. Магнитуда пропорциональна логарифму энергии землетрясений и позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии.
Значение магнитуды землетрясений определяется из наблюдений на сейсмических станциях. Колебания грунта, возникающие при землетрясениях, регистрируются специальными приборами - сейсмографами.
Результатом записи сейсмических колебаний является сейсмограмма , на которой записываются продольные и поперечные волны. Наблюдения над землетрясениями осуществляются сейсмической службой страны. Магнитуда М, интенсивность землетрясения в баллах и глубина очага Н связаны между собой (см. табл.1).
Сейсмологи используют несколько магнитудных шкал. В Японии используют шкалу из семи магнитуд. Именно из этой шкалы исходил Рихтер К. Ф., предлагая свою усовершенствованную 9-магнитудную шкалу. Шкала Рихтера - сейсмическая шкала магнитуд, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Магнитуда самых сильных землетрясений по шкале Рихтера не превышает 9.
Отражающий силу землетрясений “магнитудный” масштаб, который предложен американским сейсмологом Рихтером, соответствует амплитуде наибольшего горизонтального смещения, записанного стандартным сейсмографом на расстоянии 10 км от эпицентра (точки земной поверхности непосредственно над фокусом землетрясения). Изменение этого наибольшего горизонтального смещения в зависимости от расстояния и глубины фокуса землетрясения (глубины от поверхности земли до области зарождения землетрясения) определяют при помощи эмпирических таблиц и графиков. Определенные таким способом магнитуды связаны с энергией эмпирическим уравнением LogE = 11,4 + 1,5 М ,
где М-магнитуда, соответствующая амплитуде горизонтального смещения (Richter, 1958), и Е - суммарная энергия. В соответствии с этой зависимостью каждая последующая единица шкалы Рихтера означает, что высвободившаяся энергия в 31,6 раза больше той, которая соответствует предыдущей единице шкалы. Другие эмпирически установленные зависимости показывают, что при увеличении магнитуды на единицу высвобождается в 60 раз больше энергии. Следовательно, при землетрясении с магнитудой 2 высвобождается в 30-60 раз больше энергии, чем при землетрясении с магнитудой 1, а при землетрясении с магнитудой 8 высвободится энергия, которая в 8х10 5 -12х10 6 раз больше энергии, высвобождающейся при землетрясении с магнитудой 4.
На землетрясения с магнитудой 1 по шкале Рихтера обычно реагируют только чувствительные сейсмографы. Землетрясения с магнитудой 2 при подходящих условиях ощущаются людьми в районе эпицентра. При землетрясениях с магнитудой 4,5 (интенсивность VI-VII; см. табл. 6) разрушения отмечаются лишь в редких случаях. Для удобства сейсмологи говорят о землетрясениях с магнитудой 7 и выше по шкале Рихтера как о сильных землетрясениях (major earthquakes), причем землетрясения с магнитудой 8 и больше будут, очевидно, великими землетрясениями (great earthquakes).
Крупнейшими известными землетрясениями, согласно методу оценки Рихтера, были колумбийское землетрясение 1906 г. и ассамское землетрясение 1950 г. с магнитудой 8,6. Расчетная магнитуда аляскинского землетрясения 1964 г. была порядка 8,4-8,6. Интересно отметить, что фокус всех этих землетрясений, имевших магнитуду, по Рихтеру, свыше 8,0, располагался на небольшой глубине.
Магнитуда М, интенсивность землетрясения в баллах и глубина очага h связаны между собой (табл.1). Чем меньше глубина очага, тем больше интенсивность землетрясения в баллах при одних и тех же значениях магнитуды (выделении энергии в очаге.)
Примерное соотношение магнитуды М и балльности в зависимости от глубины очага h. (таблица 1).
«Шкала Рихтера» - так в обиходе называют шкалу, показывающую магнитуду землетрясения.
Шкала Рихтера характеризует энергию, которая в виде сейсмических волн выделяется во время землетрясения. Предложена эта система относительно недавно – в 1935 году.
Шкалу Рихтера иногда путают с другой классификацией, показывающей уровень воздействия землетрясения на внешние объекты – людей, строения, природные образования. На самом деле это две разные шкалы.
Система Рихтера содержит условные единицы от 1 до 9,5, а шкала интенсивности – 7 или 12 баллов. Во время землетрясения сразу можно определить лишь его магнитуду, а интенсивность возможно оценить позже, когда становятся известны последствия колебаний.
Создание шкалы Рихтера
Первая шкала, позволяющая оценить интенсивность землетрясения, была предложена ещё в 1902 году; её создателем был Джузеппе Меркалли – итальянский священник и геолог. Научной эту классификацию можно назвать с большой натяжкой: описание степени толчков производится в ней на основании чисто субъективных ощущений.
Например – землетрясение в II балла описывается как «ощущающееся в спокойной обстановке на верхних этажах зданий»; однако с тех пор изменились строительные технологии, этажей стало гораздо больше, а «спокойная обстановка» - понятие и вовсе индивидуальное для каждого человека.
Если дом рушится, но люди успели выбежать, то баллов даётся меньше, а если погибли под обломками – то больше. Впоследствии сам Рихтер усовершенствовал шкалу Меркалли, и в таком виде она иногда используется до сих пор – в основном в США. Однако Рихтер желал получить по-настоящему объективную и строгую систему оценки землетрясений.
Он предложил использовать стандартный сейсмограф, фиксирующий толчки с помощью колебаний иглы. Сила землетрясения в предложенной системе оценивалась как десятичный логарифм передвижения иглы, при том что сейсмограф расположен не дальше чем за 600 км от эпицентра. Расстояние от эпицентра влияет на точность измерений, поэтому в уравнение вводилась корректирующая функция, вычисляемая по таблице.
Однако у этой системы были свои недостатки: За основу для градуирования своей шкалы Рихтер брал землетрясения Южной Калифорнии, очаги которых располагаются неглубоко. Первая шкала Рихтера заканчивалась на 6,8 единиц, поскольку большее не позволяло тогдашнее оборудование. Метод измерял только поверхностные волны, в то время как при глубинных землетрясениях значительная часть энергии выделяется в виде объёмных волн.
По-видимому, в то время молодому учёному не хватало знаний о землетрясениях различных видов. Долгие годы наблюдений за этим явлением позволили существенно переработать и уточнить шкалу Рихтера. В настоящее время используются несколько её разновидностей, применяющихся для разных случаев.
Бено Гутенберг
Честь создания шкалы Рихтера принадлежит не одному только Рихтеру. Он разработал её в сотрудничестве с Бено Гутенбергом – выходцем из Германии. Гутенберг также серьёзно изучал землетрясения, однако он был евреем, поэтому с приходом к власти нацистов вынужден был бежать в США. Там он и основал сейсмическую лабораторию, в которой вместе с ним начал работать Рихтер.
