scara Richter

Cu atribuirea unei valori pe scara Richter , se exprimă o măsură a așa-numitei mărimi , adică o estimare a energiei eliberate de un cutremur în punctul de fractură al scoarței terestre , adică la hipocentru , după criteriile indicate de geofizicianul american Charles Richter .

Istorie

Charles Francis Richter , c. 1970

Dezvoltat în 1935 de Charles Richter în colaborare cu Beno Gutenberg , ambii ai Institutului de Tehnologie din California , scara a fost inițial concepută doar pentru a fi utilizată într-o anumită zonă din California și numai pe seismograme înregistrate de un anumit model de seismograf , cel de torsiune. de Wood-Anderson.

Richter a folosit inițial valori rotunjite la cel mai apropiat sfert de mărime, dar mai târziu au fost folosite zecimi de mărime. Inspirația pentru această tehnică a fost scala de magnitudine ( aparentă și absolută ) folosită în astronomie pentru a descrie strălucirea stelelor și a altor corpuri cerești.

Descriere

Definiție

În definiția lui Richter, magnitudinea oricărui cutremur este dată de logaritm la baza zece a deplasării maxime a urmelor față de zero, exprimată în micrometri , într-un sismograf de torsiune Wood-Anderson calibrat standard , dacă evenimentul are loc la o distanță epicentrală de 100 km .

Richter a ales în mod arbitrar o magnitudine zero pentru un cutremur care arată o deplasare maximă de un micrometru (1/1000 mm) pe seismograful Wood-Anderson, dacă este plasat la 100 km distanță de epicentrul cutremurului, adică mai slab decât este. timpul. Această alegere a făcut posibilă evitarea numerelor negative, cel puțin cu instrumentele vremii. Scara Richter nu are însă conceptual o limită inferioară sau superioară, iar seismografele moderne, mai sensibile, înregistrează în mod normal cutremure cu magnitudine negativă.

Cea mai mare problemă cu scara Richter este că valorile sunt doar slab corelate cu caracteristicile fizice ale cauzei cutremurelor. Mai mult, există un efect de saturație către magnitudinile 8,3-8,5, datorită legii scalei spectrului de cutremure , datorită căreia metodele tradiționale de magnitudine dau aceeași valoare pentru evenimentele care sunt clar diferite. La începutul secolului 21 , majoritatea seismologilor consideră că scale de magnitudine tradiționale sunt învechite ^[1] și le-au înlocuit cu o măsură numită moment seismic , mai direct legată de parametrii fizici ai cutremurului. În 1979 , seismologul Hiroo Kanamori , de asemenea, al Institutului de Tehnologie din California , a propus Scala de magnitudine a momentului ( M _W ), datorită căreia este posibil să se exprime momentul seismic în termeni similari cu scările de magnitudine anterioare.

Magnitudine și intensitate

Magnitudinea (numită și magnitudine sau nivel) este definită ca raportul dintre cantitatea în cauză și o cantitate de eșantion omogenă acesteia, măsurată pe o scară logaritmică . Observați cum în relație, deoarece cantitățile în cauză sunt omogene, unitatea lor de măsură este eliminată și, prin urmare, își pierde importanța în scopul măsurării ^[2] . Prin urmare, nu trebuie confundat cu intensitatea sau relația dintre putere și suprafața de aplicare, deoarece magnitudinea este exprimată cu un număr pur (adimensional) , care, prin urmare, nu are unitate de măsură . ^[3]

Scări precum Rossi-Forel și Mercalli sunt utilizate în schimb pentru a descrie efectele cutremurului, observabile pe suprafața pământului, care depind de condițiile locale (prezența și tipul clădirilor, distanța față de epicentru, cursul bazei stâncoase și natura și grosimea păturii de suprafață pe care se sprijină clădirile etc.). De exemplu, un cutremur de aceeași magnitudine poate avea efecte diferite dacă are loc în mijlocul deșertului (unde poate să nu fie resimțit de nimeni), sau într-un centru locuit (unde poate provoca daune și victime).

Evenimentele cu o magnitudine de 4,5 sau mai mare sunt suficient de puternice pentru a fi înregistrate de seismografele din întreaga lume. Cele mai puternice cutremure înregistrate sunt de magnitudine 8 sau 9 și au loc cu o frecvență de aproximativ unul pe an. Cel mai mare înregistrat vreodată a avut loc pe 22 mai 1960 în Chile și a avut o magnitudine M _W de 9,5.

Energia eliberată de un cutremur, cu care puterea sa distructivă teoretică este strâns legată, este proporțională cu amplitudinea oscilației ridicate a $3/2$ ${\ displaystyle 3/2}$ $3/2$ . Deci, în termeni de energie eliberată, o diferență de magnitudine de 1,0 este echivalentă cu un factor de 31,6 ( $=({10^{1,0}})^{(3/2)}$ ${\ displaystyle = ({10 ^ {1,0}}) ^ {(3/2)}}$ $= ({10 ^ {{1,0}}}) ^ {{(3/2)}}$ ), în timp ce o diferență de magnitudine de 2,0 este echivalentă cu un factor de 1000 ( $=({10^{2,0}})^{(3/2)}$ ${\ displaystyle = ({10 ^ {2,0}}) ^ {(3/2)}}$ $= ({10 ^ {{2,0}}}) ^ {{(3/2)}}$ ). ^[4] Prin urmare, o magnitudine 4.0 este de 1000 de ori mai mare decât cea a unei magnitudini 2.0. De altfel, o magnitudine 4.0 este analogă exploziei la 100 km de o mică bombă atomică (1000 tone de TNT ), mai mică decât cea a bombei Hiroshima (egală cu aproximativ 13 000 de tone de TNT , 55 TJ ). O dublare a energiei eliberate este reprezentată de o creștere a magnitudinii de 0,2. Pentru a verifica acest lucru, ridicați doar 10 la puterea celor două magnitudini care trebuie comparate înmulțite cu 3/2. De exemplu, energia pentru magnitudinea 6,2 este aproximativ dublă față de magnitudinea 6,0; verificarea pentru acest exemplu este ${10^{6,2*3/2}}/{10^{6,0*3/2}}$ ${\ displaystyle {10 ^ {6.2 * 3/2}} / {10 ^ {6.0 * 3/2}}}$ ${\ displaystyle {10 ^ {6.2 * 3/2}} / {10 ^ {6.0 * 3/2}}}$ = 1.995, sau aproximativ 2.

Comparație cu scala Mercalli

În timp ce scara Mercalli evaluează intensitatea cutremurului pe baza pagubelor generate de cutremur și pe evaluări subiective, magnitudinea Richter tinde să cuantifice energia eliberată de fenomenul seismic pe o bază pur instrumentală. S-a definit că magnitudinea Richter nu depinde de tehnicile de construcție utilizate în regiunea afectată.

Scara Mercalli evaluează efectele daunelor unui cutremur numai pe baza intensității, de la valoarea minimă a gradului I până la distrugerea totală a gradului XII. Scara Richter măsoară în schimb magnitudinea locală, obținută din amplitudinea maximă a oscilațiilor înregistrate de un seismometru standard, Woods-Anderson. Scara Richter este ineficientă pentru magnitudini mai mari de 9 grade, deoarece emit frecvențe mai mici de 0,8 Hz. ^[5]

Echivalența magnitudinii și TNT

scara Richter
Magnitudine	TNT echivalent	Putere	Frecvență	Exemplu
0	15 grame	63 kJ	Aproximativ 8.000 pe zi
1	0,48 kilograme	2 MJ
1.5	2,7 kilograme	11 MJ		Impactul seismic al exploziei mici tipice utilizate în construcții
2	15 kilograme	63 MJ	Aproximativ 1 000 pe zi	Explozia companiei West Fertilizer
2.5	85 de kilograme	355 MJ
3	477 kilograme	2,0 GJ	Aproximativ 130 pe zi	Bombardarea din Oklahoma City , 1995
3.5	2,7 tone	11 GJ		Dezastru PEPCON , 1988
4	15 tone	63 GJ	Aproximativ 15 pe zi	GBU-43 Bombă masivă cu explozie aeriană
4.5	85 tone	355 GJ
5	477 tone	2 TJ	2-3 pe zi
5.5	2 682 tone	11 TJ		Cutremurul din Italia Centrală din 2016 și 2017
6	15 000 tone	63 TJ	120 pe an	Bomba atomică Little Boy a fost aruncată pe Hiroshima (~ 16 kt)
6.5	85 000 tone	354 TJ		Cutremurul din Italia Centrală din 2016 și 2017
7	477.000 de tone	2 PJ	18 pe an	Seismul din Marea Egee din 2020
7.5	2,7 milioane de tone	11 PJ		Cutremurul din Mexic din 2014
8	15 milioane de tone	63 PJ	1 pe an	Eveniment Tunguska
8.35	50,5 milioane de tone	211 PJ		Bomba țarului - cea mai mare armă termonucleară testată vreodată. Cea mai mare parte a energiei a fost disipată în atmosferă. Cutremurul a fost estimat la 5.0-5.2
8.5	85 de milioane de tone	355 PJ
9	477 de milioane de tone	2 EJ	1 la fiecare 20 de ani	Cutremur și tsunami Tōhoku , 2011
9.15	800 de milioane de tone	3,35 EJ	Străin	Dezastru Toba acum 75.000 de ani; cel mai mare eveniment vulcanic cunoscut de noi
9.5	2,7 miliarde de tone	11 EJ		Cutremur din Chile din 1960
10	15 miliarde de tone	63 EJ
13	476 880 miliarde tone	2 YJ		Impactul Peninsulei Yucatan în Mexic ( Craterul Chicxulub ) în urmă cu 65 de milioane de ani

Notă

^ De fapt, Richter a inventat această scală în 1935 pentru a măsura cutremurele detectate cu un tip specific de seismograf și pe o rază de 600 km de California. De-a lungul timpului, au fost inventate mai multe scale utile, după cum se explică, de exemplu, pe site-ul USGS Arhivat la 18 ianuarie 2015 în Internet Archive ..
^ Pentru o discuție mai detaliată cu privire la acest subiect, consultați descrierea decibelului .
^ William L. Ellsworth, The Richter Scale $M_{\text{L}}$ ${\ displaystyle M _ {\ text {L}}}$ ${\ displaystyle M _ {\ text {L}}}$ , din The San Andreas Fault System, California (Professional Paper 1515) , USGS, 1991, pp. c6, p177. Adus 14-09-2008 .
^ USGS: Scala de magnitudine Richter
^ Cutremur: Mercalli și Richter, care este diferența , pe agi.it. Adus pe 19 ianuarie 2017 .

Bibliografie

Charles F. Richter, O scară instrumentală de magnitudine a cutremurului , Buletinul Societății Seismologice din America; Ianuarie 1935; v. 25; Numărul 1; paginile 1-32 Online

Elemente conexe

linkuri externe

( EN ) Scala Richter , pe Enciclopedia Britanică , Enciclopedia Britanică, Inc.

Controlul autorității	LCCN (EN) sh2002004635 · GND (DE) 7576375-8

Portal de geologie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de geologie

[1] De fapt, Richter a inventat această scală în 1935 pentru a măsura cutremurele detectate cu un tip specific de seismograf și pe o rază de 600 km de California. De-a lungul timpului, au fost inventate mai multe scale utile, după cum se explică, de exemplu, pe site-ul USGS Arhivat la 18 ianuarie 2015 în Internet Archive ..

[2] Pentru o discuție mai detaliată cu privire la acest subiect, consultați descrierea decibelului .

[3] William L. Ellsworth, The Richter Scale $M_{\text{L}}$ ${\ displaystyle M _ {\ text {L}}}$ ${\ displaystyle M _ {\ text {L}}}$ , din The San Andreas Fault System, California (Professional Paper 1515) , USGS, 1991, pp. c6, p177. Adus 14-09-2008 .

[4] USGS: Scala de magnitudine Richter

[5] Cutremur: Mercalli și Richter, care este diferența , pe agi.it. Adus pe 19 ianuarie 2017 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]