Магнитуда землетрясения

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

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 называют шкалой Рихтера.

Магнитуда землетрясения и балльная шкала интенсивности землетрясения[править | править исходный текст]

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 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 употребление: «землетрясение силой 6 баллов по шкале Рихтера».

Неправильное употребление: «землетрясение магнитудой 6 баллов», «землетрясение силой в 6 магнитуд по шкале Рихтера»[1][2].

Шкала Рихтера[править | править исходный текст]

Рихтер предложил для оценки силы землетрясения (в его эпицентре) десятичный логарифм перемещения (в микрометрах) иглы стандартного сейсмографа Вуда-Андерсона, расположенного на расстоянии не более 600 км от эпицентра: M_L = \lg A + f, где f — корректирующая функция, вычисляемая по таблице в зависимости от расстояния до эпицентра. Энергия землетрясения примерно пропорциональна A^{3/2}, 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

m_b = \lg (A/T) + Q(D,h),

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.

Магнитуда поверхностных волн (англ.)русск.

M_s = \lg (A/T) + 1,66 \lg D + 3,30.

Эти шкалы плохо работают для самых крупных землетрясений — при M ~ 8 наступает насыщение.

Сейсмический момент и шкала Канамори[править | править исходный текст]

В 1977[3] году сейсмолог Хиро Канамори из Калифорнийского технологического института предложил принципиально иную оценку интенсивности землетрясений, основанную на понятии сейсмического момента.

Сейсмический момент землетрясения определяется как M_0 = \mu S u\,\!, 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

M_W = {2 \over 3} (\lg M_0 - 16,1), где M0 — сейсмический момент, выраженный в Н × м.

Шкала Канамори хорошо согласуется с более ранними шкалами при 3 < M < 7 и лучше подходит для оценки крупных землетрясений.

Энергия землетрясения[править | править исходный текст]

В каком-то смысле различные способы измерения магнитуды землетрясений являются приближениями к «идеальной» энергетической шкале:

M = {2 \over 3} (\lg E - 4{,}8),

где E — энергия землетрясения в джоулях.

Сейсмическая энергия, выделяемая при ядерном взрыве мощностью в 1 мегатонну (1 мегатонна = 4,184·1015 Дж), эквивалентна землетрясению с магнитудой около 7. Стоит заметить, что только небольшая часть энергии взрыва преобразуется в сейсмические колебания.

Частота землетрясений разной магнитуды[править | править исходный текст]

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 произошло в Чили в 1960 году — по более поздним оценкам, магнитуда Канамори составляла 9,5.

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Землетрясения. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011.
  2. Рихтера шкала. География. Современная иллюстрированная энциклопедия. — М.: Росмэн. Под редакцией проф. А. П. Горкина. 2006.. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011.
  3. Hiroo Kanamori The Energy Release in Great Earthquakes (англ.) // J. of Geophysical Research. — July 10, 1977. — В. 20. — Т. 82. — С. 2981-2987.

Ссылки[править | править исходный текст]