مقياس ريختر
جزء من سلسلة منطقات عن الزلازل |
---|
الأنواع |
هزة سابقة • هزة تابعة • الدفع الأعمى مزدوج • بين الصفائح • داخل الصفيحة الدفع الهائل • مثارة عن بعد • بطيء تحت الماء • قص فائق تسونامي • Earthquake swarm |
الأسباب |
حركة الفوالق • نشاط بركاني • Induced seismicity |
الخصائص |
مركز الزلزال • بؤرة الزلزال • منطقة الظل موجة سيزمية • الموجة پي • الموجة إس |
القياس |
مقاييس زلزالية • السيزموگراف مقياس مدة الزلزال |
التنبؤ |
اللجنة المنسقة لتسقط الزلازل حساس بالزلازل |
أخرى |
فصم موجة القص • معادلة أدمز-وليامسون مناطق فلين-إنگدال • هندسة الزلزال Seismite • فهم الزلازل |
مقياس ريختر Richter magnitude scale، هونظام رقمي يسجل شدة الهزات الأرضية. ويَحسِب الفهماء هذا الرقم باستخدام المعلومات التي يعطيها جهاز يسمى مرسمة الزلازل، وهوجهاز يسجِّل حركة الأرض الناتجة عن هزَّْة أرضية.
في جميع الحالات، فيعتمد قياس الزلازل على المقياس اللوغاريتمي العشري الناتج عن طريق حساب لوغاريتم مطال الأمواج التي تم قياسها بواسطة مرسمة الزلازل. زلزال بقياس 5.0 على مقياس ريختر سعتها القصوى أكبر عشر مرات وتتحول إلى طاقة مقدارها √1000 ≈ 31.6 مرة أكبر من زلزال بقوة 4.0.
منذ السبعينيات، يستخدم مقياس عزم الزلزال على نطاق أوسع كبديل عن مقياس ريختر.
التطوير
طور هذا النظام عالم الزلازل الأمريكي، تشارلز ريختر عام 1935. بدأ عمله في فيه بمتابعة تسجيلات الزلازل وتحديد مواقع الهزات الأرضية، ووضع جدولاً يضم مراكز الزلازل وأوقات حدوثها، باشراف هاري وود الذي كان مسؤولاً عن برنامج رصد الزلازل ودراستها في كاليفورنيا مع ماكسويل ألين، وكانت عملية الإنضمام تتم اعتماداً على سبع محطات متباعدة باستخدام راسمة الزلازل التي تعمل على مبدأ الفتل الأفقي التي صنعها وود وأندرسن. واقترح ريختر مقارنة قوة الزلازل اعتماداً على المطالات المقاسة المسجلة في تلك المحطات مع إدخال تسليم ملائم للمسافة التي تفصل بين المحطة وقوة الزلزال، غير حتى النتائج لم تكن سقمية. وفي الوقت نفسه كان العالم الياباني ك. واداتي يعمل على مقارنة قوة الزلازل برسم الحركة الأرضية العظمى بدلالة المسافة عن مركز الزلزال السطحي، ولما حاول ريختر إجراء مقارنة مماثلة بدا المدى بين المطالات الأصغر والأكبر كبيراً للغاية. وبناءً على اقتراح بينوگوتنبرگ رسم ريختر المطالات لوغاريتمياً فتوصّل إلى تصنيف قوة الزلازل بمطابقتها الواحد فوق الآخر، وتحريك منحنياتها المتوازية على الرسم أفقياً وغدا بالإمكان تشكيل منحنٍ وسطي نموذجي، وتمييز الأحداث المستقلة باستخدام الفروقات اللوغاريتمية الإفرادية على المنحني النموذجي، وغدت مجموعة هذه الفروقات مسجّلة عددياً على سلم المقياس الآلي الجديد، الذي اشتهر فيما بعد باسم مقياس ريختر.
التفاصيل
The Richter scale proper was defined in 1935 for particular circumstances and instruments; the instrument used saturated for strong earthquakes. The scale was replaced by the moment magnitude scale (MMS); for earthquakes adequately measured by the Richter scale, numerical values are approximately the same. Although values measured for earthquakes now are actually (MMS), they are frequently reported as Richter values, even for earthquakes of magnitude over 8, where the Richter scale becomes meaningless. Anything aboveخمسة is classed as a risk.[]
The Richter and MMS scales measure the energy released by an earthquake; another scale, the Mercalli intensity scale, classifies earthquakes by their effects, from detectable by instruments but not noticeable to catastrophic. The energy and effects are not necessarily strongly correlated; a shallow earthquake in a populated area with soil of certain types can be far more intense than a much more energetic deep earthquake in an isolated area.
There are several scales which have historically been described as the "Richter scale," especially the local magnitude and the surface wave scale. In addition, the body wave magnitude, , and the moment magnitude, , abbreviated MMS, have been widely used for decades, and a couple of new techniques to measure magnitude are in the development stage.
All magnitude scales have been designed to give numerically similar results. This goal has been achieved well for
is the scale used for the majority of earthquakes reported (tens of thousands) by local and regional seismological observatories. For large earthquakes worldwide, the moment magnitude scale is most common, although is also reported frequently.
The seismic moment, , is proportional to the area of the rupture times the average slip that took place in the earthquake, thus it measures the physical size of the event. is derived from it empirically as a quantity without units, just a number designed to conform to the scale. A spectral analysis is required to obtain , whereas the other magnitudes are derived from a simple measurement of the amplitude of a specifically defined wave.
All scales, except , saturate for large earthquakes, meaning they are based on the amplitudes of waves which have a wavelength shorter than the rupture length of the earthquakes. These short waves (high frequency waves) are too short a yardstick to measure the extent of the event. The resulting effective upper limit of measurement for is about 6.5 and aboutثمانية for .
New techniques to avoid the saturation problem and to measure magnitudes rapidly for very large earthquakes are being developed. One of these is based on the long period P-wave, the other is based on a recently discovered channel wave.
The energy release of an earthquake, which closely correlates to its destructive power, scales with the 3⁄2 power of the shaking amplitude. Thus, a difference in magnitude of 1.0 is equivalent to a factor of 31.6 () in the energy released; a difference in magnitude of 2.0 is equivalent to a factor of 1000 ( ) in the energy released. The elastic energy radiated is best derived from an integration of the radiated spectrum, but one can base an estimate on because most energy is carried by the high frequency waves.
آلية القياس
اعتمد ريختر على اللوغاريتم العشري في سلّمه، أي إذا جميع درجة على مقياس ريختر تشير إلى قوة موجة أكبر بمئة مرة من قوة الموجة التي قبلها. وقد حاول ريختر في عام 1956 بالتعاون مع گوتنبرگ تحويل النقاط على مقياسه إلى شدة الطاقة الناتجة من الزلزال. وقام بزيارة زمالة إلى اليابان بين عامي 1959 و1960. الصيغة الأصلية هي:
حيث A is the maximum excursion of the Wood-Anderson seismograph, the empirical function A0 depends only on the epicentral distance of the station, . In practice, readings from all observing stations are averaged after adjustment with station-specific corrections to obtain the ML value.
Because of the logarithmic basis of the scale, each whole number increase in magnitude represents a tenfold increase in measured amplitude; in terms of energy, each whole number increase corresponds to an increase of about 31.6 times the amount of energy released, and each increase of 0.2 corresponds to a doubling of the energy released.
Events with magnitudes greater than about 4.6 are strong enough to be recorded by a seismograph anywhere in the world, so long as its sensors are not located in the earthquake's shadow.
The following describes the typical effects of earthquakes of various magnitudes near the epicenter. The values are typical only and should be taken with extreme caution, since intensity and thus ground effects depend not only on the magnitude, but also on the distance to the epicenter, the depth of the earthquake's focus beneath the epicenter, and geological conditions (certain terrains can amplify seismic signals).
تصنيف الزلازل بمقياس ريختر
ويزداد الاتساع الموجي للحركات الأرضية التي ترصدها مرسمة الزلازل بعشرة أضعاف عند جميع زيادة رقم واحد (تدريج واحد) في مقياس ريختر. ومرسمة الزلازل أداة تكبر وتسجل الحركات الأرضية الصغيرة. والاتساع هوالمسافة التي تتحركها الأرض من مسقطها الأصلي أثناء مرور الموجة. إلى غير ذلك، يمثل جميع رقم على قوة ريختر حركة أرضية تساوي قوتها عشرة أضعاف المقياس التالي الأقل. عملى سبيل المثال الهزة الأرضية التي تكون قوتهاسبعة درجات، تكون الحركة الأرضية فيها أكبر بعشرة أضعاف الهزة الأرضية التي تكون قوتهاستة درجات.
يُحسب مقياس ريختر على أساس الطاقة التي يطلقها الزلزال. فكل رقم واحد في مقياس ريختر يمثل إطلاق للطاقة يبلغ 32 ضعف المقياس التالي الأقل. مثال ذلك، حتى زلزالاً ذوقدر زلزالي مقداره سبع درجات يطلق 32 ضعفاً من الطاقة التي يطلقها زلزال ذوقدر زلزالي مقداره ست درجات.
تسجل زلازل كبيرة على مقياس ريختر بشكل عادي. ولكن الفهماء يفضلون وصف الزلازل ذات القدر الزلزالي البالغ أكثر من سبع درجات باستعمال مقياس العزم الزلزالي، فهوأكثر دقة من مقياس ريختر. والمقياسان متقاربان عند قياس الزلازل أكثر من سبع درجات. فعندما بلغ أعلى رقم سجله هذا المقياس (ريختر) 8,5 درجة في المحيط الهادي بالقرب من تشيلي عام 1960، كان يعادل 9,5 درجة بمقياس العزم الزلزالي.
ويحدث في جميع يوم أكثر من ألف هزة بقوة درجتين في الأرض. ويرى فهماء الزلازل حتى الزلازل التي تبلغ قوتها خمس درجات فأقل، ذات أثر ضئيل؛ لأن القليل منها فقط يُسبب نتائج خطيرة. لكن الهزة التي تبلغ سبع درجات فأكثر، تسبب دمارًا كبيرًا، وتقتل كثيرًا من البشر، وبخاصة إذا كان مركزها في المناطق المأهولة بالسكان.
ويزداد عدد الزلازل بعشرة أضعاف عند جميع نقصان رقم واحد (تدريج واحد) في مقياس ريختر. عملى سبيل المثال، فإن عدد الزلازل التي تبلغ شدتهاستة درجات على مقياس ريختر تعادل عشرة أضعاف عدد الزلازل التي تبلغ شدتهاسبعة درجات على نفس المقياس.
ورغم حتى جميع هزة أرضية لها قوة واحدة فقط، فإن ضررها يختلف من مكان لآخر. ويستخدم فهماء الزلازل مقاييس أخرى متنوعة لقياس الضرر الناجم عن هزة أرضية. عملى سبيل المثال، يعمل مقياس مركالي المعدَّل لقياس شدة الهزات على تقسيم الهزات إلى 12 فئة، تتراوح ما بين الهزات التي لا تكاد تكون محسوسة والهزات التي تسبب دمارًا هائلاً.
الوصف | قياس ريختر | تأثير الزلزال | حدوث الزلزال |
---|---|---|---|
دقيق | أقل من 2.0 | زلازل دقيقة لا يمكن حتى يحس بها | حوالي 8000 جميع يوم |
صغير جداً | 2.0-2.9 | لا يشعر به البشر ولكن الأجهزة ترصده | حوالي 1000 جميع يوم |
صغير | 3.0-3.9 | يشعر به البشر، لكن قلما يسبب ضرراً | حوالي 49000 جميع عام |
خفيف | 4.0-4.9 | يشعر البشر بهزة مع تحرك الأمور وظهور صوت للزلزال. لكنه لا يسبب ضرراً | حوالي 6200 جميع عام |
معتدل | 5.0-5.9 | المباني الضعيفة قد تتضرر بشكل كبير ولكن المباني القوية لا تتضرر كثيراً | حوالي 800 جميع عام |
قوي | 6.0-6.9 | يمكن حتى يسبب ضرراً كبيراً حتى 100 ميل عن نقطة حدوثه | حوالي 120 جميع عام |
كبير | 7.0-7.9 | يمكن حتى يسبب أضراراً كبيرة على مساحة كبيرة | حوالي 18 جميع عام |
عظيم | 8.0-أكثر | يمكن حتى يسبب أضراراً كبيرة حتى مئات الأميال عن نقطة حدوثه | حوالي مرة جميع عام |
أمثلة
الجدول التالي قوائم للطاقة التقريبية المكافئة لقوة تفجير تي إذا تي - على الرغم من ملاحظة حتى إنطلاق طاقة الزلال تكون تحت الأرض أكثر منها على سطح الأرض. معظم الطاقة المنطلقة من الزلازل لا تنقل عبر السطح، بدلا من ذلك، فإنها تتبدد في قشرة الأرض والبنى التحتية الأخرى. على النقيض، فإن انفجار قنبلة ذرية صغيرة (انظر تأثير القنلة الذرية) لن يتسبب في اهتزازات بسيطة للأشياء الموجودة داخل الأماكن المغلقة، حيث حتى طاقة القنبلة النووية تنطلق على سطح الأرض.
التالي، 31.623 to the power of 0 يساوي 1, 31.623 to the power of 1 يساوي 31.623 و31.623 to the power of 2 يساوي 1000. ولذلك، فإن زلزال بقوة 8.0 على مقياس ريختر يطلق طاقة أكبر 31.623 مرة من 7.0 وزلزال بقوة 9.0 على مقياس ريختر يطلق طاقة أكثر 1000 مرة من 7.0.
المقياس التقريبي | كمية الديناميت المكافئة لناتج الطاقة السيزمية |
المعادل بالجول | مثال |
---|---|---|---|
0.0 | 15 گ | 63 كيلوجول | |
0.2 | 30 گ | 130 كيلوجول | قنبلة يدوية كبيرة |
0.5 | 85 گ | 360 كيلوجول | |
1.0 | 480 گ | 2.0 ميگا جول | |
1.2 | 1.1 كگ | 4.9 ميگا جول | أصبع ديناميت واحد [دينوماكس پرو] |
1.4 | 2.2 كگ | 9.8 ميگا جول | التأثير السيزمي لانفجار تقليدي لمنشأة صغيرة |
1.5 | 2.7 كگ | 11 ميگا جول | |
2.0 | 15 كگ | 63 ميگا جول | |
2.5 | 85 كگ | 360 ميگا جول | |
3.0 | 480 كگ | 2.0 | |
3.5 | 2.7 طن متري | 11 ميگا جول | انفجار محطة پپكون للوقود، 1988 |
3.87 | 9.5 طن متري | 40 كيلوجول | كارثة تشرنوبل، 1986 |
3.91 | 11 طن متري | 46 گيگا جول | قنبلة الانفجار الهوائي الضخم (أم القنابل) |
4.0 | 15 طن متري | 63 گيگا جول | زلزال إلكريتو(كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 2012 |
4.3 | 43 طن متري | 180 گيگا جول | زلزال كنت (بريطانيا)، 2007 |
4.5 | 85 طن متري | 360 گيگا جول | زلزال طاجيكستان 2006 |
5.0 | 480 طن متري | 2.0 تتراجول |
زلزال لينكولنشير (المملكة المتحدة)، 2008 زلزال اونتاريو-كوبيك (كندا)، 2010 |
5.5 | 2.7 كيلوطن | 11 تيرا جول | زلزال ليتل سكل (نڤادا، الولايات المتحدة)، 1992 زلزال ألوم روك (كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 2007 |
5.6 | 3.8 كيلوطن | 16 تتراجول |
زلزال نيوكاسل أستراليا، 1989 زلزال سپاركس (اوكلاهوما، الولايات المتحدة)، 2011 |
6.0 | 15 كيلوطن | 63 تتراجول | زلزال دبل سپرينگ فلات (نـِڤادا، الولايات المتحدة)، 1994 |
6.3 | 43 كيلوطن | 180 تتراجول |
زلزال رودس (اليونان)، 2008 زلزال كرايستچرچ (نيوزيلندة)، 2011 |
6.4 | 60 كيلوطن | 250 تتراجول |
زلزال كاوهسينگ (تايوان), 2010
زلزال ڤانكوڤر (كندا)، 2011 |
6.5 | 85 كيلوطن | 360 تتراجول |
زلزال كراكاس (ڤنزويلا)، 1967 زلزال ايركا ((كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 2010 |
6.6 | 120 كيلوطن | 500 تتراجول | زلزال سان فرناندو(كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 1971 |
6.7 | 170 كيلوطن | 710 تتراجول | زلزال نورثريدج (كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 1994 |
6.8 | 240 كيلوطن | 1.0 پيتاجول |
زلزال نيسكالي (جزيرة أندرسون)، 2001 زلزال گيسبورن 2007 |
6.9 | 340 كيلوطن | 1.4 پيتاجول |
زلزال منطقة خليج سان فرانسيسكو(كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 1989 زلزال پيشليميو(تشيلي)، 2010 |
7.0 | 480 كيلوطن | 2.0 پيتاجول |
زلزال جاوة (إندونسيا)، 2009 زلزال هايتي 2010 |
7.1 | 680 كيلوطن | 2.8 پيتاجول |
زلزال مسينا (إيطاليا)، 1908 زلزال سان خوان (الأرجنتين)، 1944 |
7.2 | 950 كيلوطن | 4.0 پيتاجول |
ڤرانكا (رومانيا)، 1977 زلزال باها كاليفورنيا (المكسيك)، 2010 |
7.5 | 2.7 ميگاطن | 11 پيتاجول |
زلزال كشمير (پاكستان)، 2005 زلزال أنتوفاگاستا (تشيلي)، 2007 |
7.6 | 3.8 ميگاطن | 16 پيتاجول |
زلزال سان خوان كاكاهوتپك (المكسيك)، 2012
زلزال گجرات (الهند)، 2001 |
7.7 | 5.4 ميگاطن | 22 پيتاجول | زلزال سومطرة (إندونسيا)، 2010 |
7.8 | 7.6 ميگاطن | 32 پيتاجول |
زلزال تانگشان 1976، (الصين) زلزال خليج هاوكه (نيوزيلندة)، 1931 |
7.9 | 10-15 ميگاطن | 42-63 پيتاجول | إنفكار تونگوسكا |
8.0 | 15 ميگاطن | 63 پيتاجول |
زلزال مينو-اواري (اليابان)، 1891 زلزال سان خوان (الأرجنتين)، 1894 |
8.1 | 21 ميگاطن | 89 پيتاجول |
زلزال مكسيكوسيتي (المكسيك)، 1985 زلزال گوامثمانية أغسطس 1993 |
8.35 | 50 ميگاطن | 210 پيتاجول | قنبلة القيصر - أكبر اختبار سلاح حراري-نووي. |
8.5 | 85 ميگاطن | 360 پيتاجول | زلزال سومطرة (إندونسيا)، 2007 |
8.6 | - | - | زلزال سومطرة (إندونسيا)، 2012 |
8.7 | 170 ميگاطن | 710 پيتاجول | زلزال سومطرة (إندونسيا)، 2005 |
8.75 | 200 ميگاطن | 840 پيتاجول | كاراكوتا 1883 |
8.8 | 240 ميگاطن | 1.0 إكساجول | زلزال تشيلي 2010 |
9.0 | 480 ميگاطن | 2.0 إكساجول |
زلزال لشبونة (الپرتغال)، عيد جميع القديسين 1755 زلزال اليابان الكبير 2011 |
9.15 | 800 ميگاطن | 3.3 إكساجول | بركان توبا 75,000 سنة مضت، يعتبر أكبر نشاط بركاني معروف. |
9.2 | 950 ميگاطن | 4.0 إكساجول |
زلزال أنكوراج (ألاسكا، الولايات المتحدة)، 1964 زلزال وتسونامي سومطرة-أندامان (إندونسيا)، 2004 |
9.5 | 2.7 گيگاطن | 11 إكساجول | زلزال ڤالديڤيا (تشيلي)، 1960 |
10.0 | 15 گيگاطن | 63 إكساجول | لم يسجل مطلقاً |
12.55 | 100 تتراطن | 420 زيتاجول | شبه جزيرة يوكاتان تسبب في تكوين Chicxulub crater) 65 سنة مضت (108 ميگاطن؛ أكثر من 4x1030 ergs = 400 زيتاجول). |
32.0 | 1.5×1043 طن | 6.3×1052 جول | Approximate magnitude of the starquake on the magnetar SGR 1806-20, registered on December 27, 2004. |
- الاختصارات المستخدمة: and . Those that have no denoted prefix are . يرجى ملاحظة حتى المقياس يعبر عنه "برقم" (مثال 7.0) displayed for those quakes on this table may represent a significantly greater or lesser release in energy than by the correctly given magnitude (مثال ).
انظر أيضاً
- زلزال
- أكبر الزلازل حسب العزم الزلزالي
- مقياس سيزمي
- مقياس عزم الزلازل
- وكالة الأرصاد الجوية اليابانية لمقياس الكثافة سيزمية
- ترتيب العزم الزلزالي
- مقياس رون للطوارئ قياس العزم (الكثافة) في حالات الطوارئ
المصادر
|
وصلات خارجية
- IRIS Real-time Seismic Monitor of the Earth
- USGS: magnitude and intensity comparison
- USGS: Earthquake Magnitude Policy
- USGS: 2000-2006 Earthquakes worldwide
- USGS: 1990-1999 Earthquakes worldwide
- Alaska Railroad Earthquake with a table of yield-to-magnitude relations.