Магниту́да землетрясе́ния (от лат. magnitudo «важность, значительность, крупность, величие») — величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды была предложена американским сейсмологом Чарльзом Рихтером в 1935 году, поэтому в обиходе значение магнитуды подразумевается по шкале Рихтера.
Магнитуда землетрясения и балльная шкала интенсивности землетрясения
Шкала Рихтера содержит условные единицы (от 1 до 9,5) — магнитуды, которые вычисляются по колебаниям, регистрируемым сейсмографом. Эту шкалу часто путают со (шкалой интенсивности землетрясения в баллах) (по 7 или 12-балльной системе), которая основана на внешних проявлениях подземного толчка (воздействие на людей, предметы, строения, природные объекты). Когда происходит землетрясение, то сначала становится известной именно его магнитуда, которая определяется по сейсмограммам, а не (интенсивность), которая выясняется только спустя некоторое время, после получения информации о последствиях.
Правильное употребление: «землетрясение магнитудой 6,0».
Прежнее неправильное употребление: «землетрясение силой 6 баллов по шкале Рихтера».
Неправильное употребление: «землетрясение магнитудой 6 баллов», «землетрясение силой в 6 магнитуд по шкале Рихтера».
Шкала Рихтера
Рихтер предложил для оценки силы землетрясения (в его эпицентре) (десятичный логарифм) перемещения A (в микрометрах) иглы стандартного сейсмографа Вуда — Андерсона, расположенного на расстоянии не более 600 км от эпицентра: где f — корректирующая функция, вычисляемая по таблице в зависимости от расстояния до эпицентра. Энергия землетрясения примерно пропорциональна
то есть увеличение магнитуды на 1,0 соответствует увеличению амплитуды колебаний в 10 раз и увеличению энергии примерно в 32 раза.
Эта шкала имела несколько существенных недостатков:
- Рихтер использовал для градуировки своей шкалы малые и средние землетрясения южной Калифорнии, характеризующиеся малой глубиной очага.
- Из-за ограничений используемой аппаратуры шкала Рихтера была ограничена значением около 6,8.
- Предложенный способ измерения учитывал только поверхностные волны, в то время как при глубинных землетрясениях существенная часть энергии выделяется в форме объёмных волн.
В течение следующих нескольких десятков лет шкала Рихтера уточнялась и приводилась в соответствие с новыми наблюдениями. Сейчас существует несколько производных шкал, самыми важными из которых являются:
- Магнитуда объёмных волн
где A — амплитуда колебаний земли (в микрометрах), T — период волны (в секундах), и Q — поправка, зависящая от расстояния до эпицентра D и глубины очага землетрясения h.
- [англ.]
Эти шкалы плохо работают для самых крупных землетрясений — при M ~ 8 наступает насыщение.
Сейсмический момент и шкала Канамори
В 1977 году сейсмолог (Хиро Канамори) из Калифорнийского технологического института предложил принципиально иную оценку интенсивности землетрясений, основанную на понятии сейсмического момента.
Сейсмический момент землетрясения определяется как
где
- μ — (модуль сдвига) горных пород, порядка 30 ГПа,
- S — площадь, на которой замечены геологические разломы,
- u — среднее смещение вдоль разломов.
Таким образом, в единицах СИ сейсмический момент имеет размерность Па⋅м2⋅м = Н⋅м.
Магнитуда по Канамори определяется как
где M0 — сейсмический момент, выраженный в Н⋅м.
Шкала Канамори хорошо согласуется с более ранними шкалами при и лучше подходит для оценки крупных землетрясений.
Энергия землетрясения
В каком-то смысле различные способы измерения магнитуды землетрясений являются приближениями к «идеальной» энергетической шкале:
где E — энергия землетрясения в джоулях.
Сейсмическая энергия, выделяемая при подземном ядерном взрыве мощностью в 1 (мегатонну) (4,184·1015 Дж), эквивалентна землетрясению с магнитудой около 6. Стоит заметить, что даже при подземном ядерном взрыве с наибольшим сейсмическим действием, когда ядерный заряд помещён в достаточно компактную горную выработку на большой глубине в твёрдых породах ((камуфлетный) взрыв), только небольшая часть общей энергии взрыва (порядка процента) преобразуется в регистрируемые сейсмические колебания. Эта доля ещё меньше при наземном и особенно воздушном ядерном взрыве. Изменение энерговыделения при ядерном взрыве в 1000 раз при прочих равных условиях изменяет магнитуду на две единицы; так, например, подземный взрыв с энерговыделением в 1 кт эквивалентен землетрясению с магнитудой около 4.
Частота землетрясений разной магнитуды
За год на Земле происходит примерно:
- 1 землетрясение с магнитудой 8,0 и выше;
- 10 — с магнитудой 7,0—7,9;
- 100 — с магнитудой 6,0—6,9;
- 1000 — с магнитудой 5,0—5,9.
(Сильнейшее зарегистрированное землетрясение) в истории современных наблюдений произошло в Чили в 1960 году, его магнитуда по шкале Канамори составляла 9,5.
См. также
- (12-балльная сейсмическая шкала)
- (Шкала Японского метеорологического агентства)
- (Шкала Росси-Фореля)
- Шкала Фудзиты
- (Шкала Меркалли)
Примечания
- Землетрясения . Дата обращения: 12 марта 2011. Архивировано 23 августа 2011 года.
- Под редакцией проф. А. П. Горкина. Рихтера шкала // География. Современная иллюстрированная энциклопедия. — М.: Росмэн . — 2006.
- Hiroo Kanamori. The Energy Release in Great Earthquakes (англ.) // J. of Geophysical Research. — 10 July 1977. — Vol. 82, iss. 20. — P. 2981—2987. 23 июля 2010 года.
- Николай Владимирович Короновский. Общая геология. — Книжный дом «Университет», 2016.
- V. Assessing Monitoring Requirements // Nuclear testing and nonproliferation: The role of seismology in deterring the development of nuclear weapons (англ.) / Ed.: Gregory E. Van der Vink. — Arlington, Virginia: The IRIS Consortium, 1994. 13 февраля 2017 года.
Ссылки
- [geology.about.com/cs/quakemags/a/aa060798.htm Measuring Earthquake Magnitudes]
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в |
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер