Магнитуда землетрясения

величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. относительная энергетическая характеристика землетрясения, введена американским сейсмологом Чарльзом Рихтером. Первоначальная шкала магнитуды предложена Рихтером в 1935 году, поэтому в обиходе значение магнитуды называют шкалой Рихтера.

Определяется как логарифм отношения максимальных амплитуд волн данного землетрясения к амплитудам таких же волн некоторого стандартного землетрясения. Существуют различия в определении магнитуд для близких, удаленных и глубокофокусных землетрясений, зависящие от типа используемых волн. Величина магнитуды М связана с энергией Е землетрясения эмпирическим соотношением: Е_жд = 2,4 + 2,14М - 0,05М² [ Гутенберг, Рихтер]. Магнитуда определяется с ошибкой меньше или равной 0,25. Характеристика землетрясений разной магнитуды: 0 - наименьший толчок, зарегистрированный чувствительным прибором сблизи эпицентра; 5 - землетрясение сопровождается небольшими разрушениями; 7 - сильное землетрясение; 8,5-8,9 - самые сильные из зарегистрированных землетрясений.

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: ML = lgA + f, где f — корректирующая функция, вычисляемая по таблице в зависимости от расстояния до эпицентра. Энергия землетрясения примерно пропорциональна A3 / 2, то есть увеличение магнитуды на 1,0 соответствует увеличению амплитуды колебаний в 10 раз и увеличению энергии примерно в 32 раза. Шкала Рихтера имеет ряд существенных недостатков, поэтому в последующие десятилетия она 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

$M s = lg(A / T) + 1,66lg D + 3,30$

Эти шкалы плохо работают для самых крупных землетрясений — при $M \sim8$ наступает насыщение.

Энергия землетрясения

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

$M = {2 \over 3} (\lg E - 11{,}8)$

где E — энергия землетрясения в джоулях.

Сейсмическая энергия, выделяемая при ядерном взрыве мощностью в 1 мегатонну, эквивалентна землетрясению с магнитудой около 7,2. Стоит заметить, что только небольшая часть энергии взрыва преобразуется в сейсмические колебания.

Источники