Чому масштаби землетрусів множуються, а не складаються
Величина визначається за формулою, що включає логарифм, що робить масштаб експоненційним, а не лінійним.
Мексиканка у своєму будинку, зруйнованому землетрусом 19 вересня. (Джерело: AP) Серія землетрусів у Мексиці цього місяця призвела до неминучого порівняння розмірів. Землетрус 8 вересня магнітудою 8,1 був сильнішим за землетрус 19 вересня (7,1), який був більшим, ніж два землетруси, що відбулися 24 вересня (6,1 і 4,5). Але наскільки кожен був більшим за інший? І що виражає ця величина?
Шкала магнітуд землетрусу дає міру вивільненої енергії, хоча само по собі показання не є енергією. Величина — це безрозмірне число — без фізичних одиниць — яке виводиться з формули, що містить логарифм, що робить масштаб експоненційним, а не лінійним. Таким чином, різниця між 6.1 і 7.1 не така сама, як різниця між 7.1 і 8.1.
З точки зору розміру сейсмічних хвиль, збільшення на 1 на шкалі відповідає десятикратному збільшенню величини, яка називається амплітудою хвилі. Іншими словами, землетрус магнітудою 8,1 в 10 разів більший за землетрус магнітудою 7,1 і в 100 разів більший за землетрус магнітудою 6,1. З іншого боку, з точки зору енергії, що виділяється, величина 8,1 у 31,623 рази сильніша за величину 7,1 і в 1000 разів (31,623 рази 31,623) сильніше за величину 6,1.
Що це не так
Важливо не плутати магнітуду землетрусу з його інтенсивністю. Це різні заходи. І хоча шкала Ріхтера широко котирується, сучасне вимірювання величини використовує іншу шкалу. Різниця між інтенсивністю та величиною пояснюється зрозумілими й простими словами в документі, опублікованому IIT Kanpur та Радою з просування будівельних матеріалів та технологій, Делі. Магнітуда є кількісною мірою величини землетрусу, в той час як інтенсивність є якісною мірою поштовху в даному місці.
Для інтенсивності зазвичай використовуються дві шкали: модифікована шкала інтенсивності Меркаллі та шкала MSK, обидві з яких класифікують землетруси від I (найменш відчутний) до XII (найсильніший). Ці показання засновані на таких факторах, як те, як люди сприймають тремтіння. Один і той же землетрус матиме різну інтенсивність у різних місцях; чим далі віддаляється від епіцентру, тим менша інтенсивність тремтіння.
Щоб зрозуміти, як працює сучасна шкала величин, допомагає поглянути на шкалу Ріхтера, навіть якщо вона вийшла з моди. Показання за шкалою Ріхтера також виводяться з формули, яка включає логарифм (основа 10). Він враховує амплітуду хвилі та коливання відстані між різними сейсмографами та епіцентром землетрусу. Саме завдяки логарифму з базою 10 сила землетрусу — його амплітуда хвилі — збільшується на 10 секунд, коли магнітуда зростає на 1 с.
Що це
Однак точність шкали Ріхтера обмежується землетрусами середньої величини. Крім того, вимір залежить від відстані від епіцентру. Сучасна шкала прагне подолати ці недоліки, зберігаючи при цьому якомога більший паритет зі шкалою Ріхтера. Він вимірює величину, яка називається моментною величиною, яка ґрунтується на таких змінних, як площа розриву розлому, зсув уздовж розлому та розмір сейсмічних хвиль.
Для землетрусів середньої величини, скажімо, магнітудою 5, показання будуть подібними за шкалами Ріхтера і шкалою магнітуд моменту. Також, як і у випадку зі шкалою Ріхтера, збільшення на один крок у шкалі величин моменту відповідає збільшенню виділення енергії в 31,623 рази (10 зведено до ступеня 1,5). А коли величина збільшується на два кроки, це відповідає зростанню вивільненої енергії на 10 в 3 або 1000 разів.
Землетрус магнітудою 6,3 вивільняє стільки ж енергії, скільки атомна бомба, скинута на Хіросіму. Однак насправді буде відчута лише частина цього. Як зазначається в документі IITK-BMTPC, більша частина енергії, що виділяється під час землетрусу, йде на тепло та руйнування гірських порід. Більше ніж фактична енергія, перша корисність шкали магнітуд полягає в тому, щоб вказати, як один землетрус порівнюється з іншим.
Хоча можна порівняти потужність і силу двох землетрусів за допомогою калькулятора, який може працювати з показниками, онлайн-інструменти спрощують це. Веб-сайт Геологічної служби США має засіб, за допомогою якого можна ввести магнітуду двох землетрусів, після чого він повертає цифри, у скільки разів один більший і сильніший за інший.
Поділіться Зі Своїми Друзями:
