Мощность чего измеряется в магнитудах

Как измеряют силу землетрясений

Различают магнитудную шкалу Рихтера и 12-балльную макросейсмическую шкалу. Слово «баллы» к шкале Рихтера применять неправильно — правильно говорить «землетрясение магнитудой 5 единиц» или «землетрясение в 5 магнитуд по шкале Рихтера».

Магнитуда землетрясения — величина, характеризующая энергию, выделившуюся в эпицентре землетрясения в виде сейсмических волн. Шкала предложена американским сейсмологом Чарльзом Рихтером в 1935 году, это десятичный логарифм перемещения иглы стандартного сейсмографа, расположенного на расстоянии не более 600 км от эпицентра.

Увеличение магнитуды на 1 единицу соответствует увеличению энергии землетрясения примерно в 32 раза. На планете Земля магнитуда по шкале Рихтера не может быть более 9 единиц — это обусловлено физическими параметрами строения земной коры.

Шкала Рихтера и последствия удара на поверхности соотносятся условно:

2 — самые слабые ощущаемые толчки;

4,5 — самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;

6 — умеренные разрушения;

8,5 — самые сильные из известных землетрясений.

Если магнитуда землетрясения фиксируется сейсмостанциями на большом удалении от эпицентра, то характер последствий землетрясений по макросейсмической 12-бальной шкале в конкретной местности определяется сейсмологами визуально и методом опроса очевидцев. Шкала Рихтера и балльность по макросейсмической шкале отличаются на 2-3, иногда 4 единицы в сторону увеличения.

• Журнал «Коммерсантъ Наука» №1 от 01.04.2011, стр. 27

Магнитуда землетрясения

Магнитуда землетрясения (от лат. magnitudo — важность, значительность, крупность, величие) — величина, отражающая энергию, выделившуюся при землетрясении в форме сейсмических волн. Изначально шкала магнитуды была предложена американским сейсмологом Чарльзом Рихтером в 1935 году, поэтому в обиходе значение магнитуды называют шкалой Рихтера [1] .

Как измеряется магнитуда землетрясений?

Магнитуда — это условная величина, характеризующая общую энергию колебаний, вызванных землетрясением. Ее значения определяются на основе записей сейсмографов и измеряются по шкале Рихтера, предложенной американским сейсмологом Ч. Ф. Рихтером в 1935 году.

Увеличение магнитуды на единицу означает увеличение энергии в 100 раз. Например, при землетрясении с магнитудой 6 высвобождается в 100 раз больше энергии, чем при землетрясении с магнитудой 5, и в 10 000 раз больше, чем при магнитуде 4 [2] .

Шкала магнитуд

Существует несколько вариантов шкал магнитуд. Изначально была создана шкала Рихтера для близких землетрясений с расстоянием до эпицентра менее 600 км.

M_L = lgAmax, где Amax — максимальная амплитуда колебаний в мкм по записи стандартного короткопериодного (T=0.8 с) сейсмографа на эпицентральном расстоянии 100 км.

Для удаленных землетрясений с эпицентральным расстоянием более 2000 км используется телесейсмическая магнитудная шкала (MS) для поверхностных волн с периодом T=18-22 секунды. Значение магнитуды определяется по формуле:

M_s = lg(A / T) 1.66 lg D 3.3, где A — амплитуда колебаний, T — период волны, а D — эпицентральное расстояние в градусах. Эта шкала магнитуд применима к поверхностным волнам [3] .

Для глубоких толчков, которые не порождают поверхностные волны, Бено Гутенберг предложил унифицированную магнитуду для эпицентральных расстояний от 600 до 2000 км. Значение магнитуды определяется по амплитуде объемных волн (обычно продольных).

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.

Эти шкалы плохо работают для самых крупных землетрясений — при M ~ 8 наступает насыщение [4] .

В настоящее время разработаны различные модификации шкал магнитуд, в которых учитываются разные типы волн (продольные, поперечные, поверхностные) и используется разная аппаратура для их регистрации. В странах СНГ применяется шкала магнитуд, основанная на поверхностных волнах. Согласно этой шкале, самое сильное зарегистрированное землетрясение имело магнитуду 8,9 [5] .

Шкала Рихтера

Шкала Рихтера содержит условные единицы (от 1 до 9,5):

Магнитуда	Характеристики
1-2	Наиболее слабое землетрясение, которое может быть зарегистрировано с помощью приборов.
2,5-3,5	Колебания ощущаются людьми в районе эпицентра.
4,0-4,5	Вблизи эпицентра могут наблюдаться небольшие повреждения.
5,0-6,0	Наблюдаются умеренные разрушения.
8,0-9,0	Сильные разрушения, разлом в сотни километров.

На Земле не происходило землетрясений с магнитудой выше 9 [2] .

Надо отличать шкалу магнитуд от шкалы интенсивности землетрясения в баллах, которая оценивает влияние землетрясения на людей, объекты, сооружения и природу. При землетрясении первоначально определяется его магнитуда по сейсмограммам, а информация об интенсивности проявляется лишь после определенного времени, когда становятся известными его последствия [6] .

Интенсивность землетрясений

Интенсивность и сила землетрясений определяются как в баллах, обозначающих меру разрушений, так и понятием магнитуды, отражающим объем высвобожденной энергии. В России применяется 12-балльная шкала интенсивности землетрясений MSK-64, разработанная С. В. Медведевым, В. Шпонхойером и В. Карником. Согласно этой шкале, интенсивность землетрясений классифицируется следующим образом:

• 1-3 балла — слабое;
• 4-5 баллов — ощутимое;
• 6-7 баллов — сильное (с разрушением ветхих построек);
• 8 баллов — разрушительное (с частичным разрушением прочных зданий и заводских труб);
• 9 баллов — опустошительное (с разрушением большинства зданий);
• 10 баллов — уничтожающее (с разрушением почти всех зданий, мостов, возникновением обвалов и оползней);
• 11 баллов — катастрофическое (с разрушением всех построек и изменением ландшафта);
• 12 баллов — губительные катастрофы (с полным разрушением и изменением рельефа местности на обширной площади) [7] .

В разных странах применяются различные шкалы интенсивности. Например, в США используется шкала Меркалли, в странах Европейского союза — Европейская макросейсмическая шкала (EMS), а в Японии — шкала ЯМА (9-балльная шкала Японского метеорологического агентства) [2] [8] .

Интенсивность землетрясения на поверхности Земли и его площадь распространения зависят от множества факторов, включая характер очага, глубину его залегания, тип горных пород, наличие рыхлых отложений или скальных выступов, а также степень водонасыщения и другие [7] .

Для определения эпицентра землетрясения, размеров очага и его глубины, а также закономерностей затухания интенсивности сотрясений с удалением от эпицентра используется карта изосейст. На ней отмечаются данные об интенсивности землетрясения, полученные из разных населенных пунктов, и соединяют точки с одинаковой интенсивностью линиями изосейст. Обычно реальные изосейсты имеют форму эллипсов, поскольку затухание интенсивности происходит быстрее в поперечном, чем в продольном направлении. Первая изосейста образует контур эпицентра и по ней определяются размеры очага.

Гомосейсты — линии, которые соединяют места, где одновременно были толчки.

Эпицентр — проекция гипоцентра на поверхность Земли.

Гипоцентр — центр землетрясения, или место, где оно произошло.

Очаг — область, где зародилось и произошло землетрясение.

Землетрясения классифицируются на неглубокие (с глубиной от 0 до 70 км), промежуточные (с глубиной от 70 до 300 км) и глубокие (более 300 км). Максимальная глубина очага может достигать 700 км.

Форшоки — это сотрясения земли, которые происходят перед основными толчками.

Афтершоки — это сотрясения земли, которые происходят после основных толчков.

Плейстосейсмическая область — это область, где землетрясение проявляет наибольшую разрушительную силу [5] .

Шкала Канамори и сейсмический момент

В 1977 году сейсмолог Хиро Канамори из Калифорнийского технологического института предложил новый метод оценки интенсивности землетрясений, основанный на понятии сейсмического момента.

Сейсмический момент землетрясения определяется из соотношения: M₀ = μSu, где

• μ — модуль сдвига горных пород, порядка 30 ГПа;
• S — площадь, на которой замечены геологические разломы;
• u — среднее смещение вдоль разломов.

В единицах СИ сейсмический момент измеряется — Па × м² × м = Н × м.

Магнитуда по Канамори определяется как: M_w = 2/3 (lgM₀ — 16,1), где M₀ — сейсмический момент, выраженный в дин × см (1 дина×см эквивалентна 1 эргу, или 10 −7 Н×м). Шкала Канамори хорошо согласуется с более ранними шкалами при 3 < M < 7 и лучше подходит для оценки крупных землетрясений [9] .

Частота землетрясений разной амплитуды

Землетрясение	Магнитуда	Среднее число событий в год
Мега-событие	> или = 9.0	0.04?
Катастрофическое	8.0 — 8.9	1
Разрушительное	7.0 — 7.9	17
Сильное	6.0 — 6.9	134
Умеренное	5.0 — 5.9	1319
Слабое	4.0 — 4.9	около 13 тыс.
Незначительное	3.0 — 3.9	около 130 тыс.
Очень слабое	2.0 — 2.9	около 1300 тыс. [3] .

Сейсмическая энергия, выбрасываемая во время ядерного взрыва мощностью в 1 мегатонну (1 мегатонна = 4,184·1015 Дж), соответствует землетрясению с магнитудой около 7 [10] .

Например, наиболее мощное известное землетрясение, случившееся в 1960 году в Чили, имело магнитуду 9,5, что эквивалентно энергии, равной 180 миллионам атомных бомб, сброшенных на Хиросиму [11] .

В различных источниках можно встретить разную информацию: магнитуда наиболее сильного землетрясения составляла около 8,9-9,0. Вероятно, эти расхождения связаны с погрешностями в расчетах (погрешность в определении магнитуды может достигать 0,25) [12] .

Литература

Левин Б. В., Сасорова Е. В., Борисов С. А., Борисов А. С. Оценка параметров слабых землетрясений и их сигналов // Вулканология и сейсмология. — 2010, № 3, — С. 60-70 — ISSN: 0203-0306

См. также

• 12-балльная сейсмическая шкала
• Шкала Японского метеорологического агентства
• Шкала Росси-Фореля
• Шкала Фудзиты
• Шкала Меркалли

Примечания

1. ↑Магнитуда Землетрясения(неопр.) . The Earthquakes – Live Quake Earth (19 октября 2018). Дата обращения: 13 октября 2023.
2. ↑ 2,02,12,2Слободян, Е.Как измеряется сила землетрясений?(неопр.) . АиФ (25 августа 2016). Дата обращения: 13 октября 2023.
3. ↑ 3,03,1Шкала магнитуд(неопр.) . ocean.phys.msu.ru. Дата обращения: 13 октября 2023.
4. ↑Примеры существующих шкал. Шкала Рихтера. Шкала Бофорта,шкала Мооса, шкалы в психометрии(неопр.) . Ноу «Интуит». Дата обращения: 13 октября 2023.
5. ↑ 5,05,1Интенсивность, магнитуда и энергия землетрясений.(неопр.) . studfile.net. Дата обращения: 13 октября 2023.
6. ↑Землетрясение магнитудой 8 произошло у берегов Мексики(неопр.) . Сетевое издание «Смотрим» (8 сентября 2017). Дата обращения: 13 октября 2023.
7. ↑ 7,07,1Короновский Н. В.Общая геология. — Москва: КДУ, 2012. — С. 259—261. — 552 с. — ISBN 978-5 98227 825 8.
8. ↑Землетрясения(неопр.) . Универсальная научно-популярная энциклопедия Кругосвет. Дата обращения: 13 октября 2023.
9. ↑Сейсмический момент и шкала Канамори(неопр.) . studopedia.su (31 августа 2015). Дата обращения: 13 октября 2023.
10. ↑Интенсивность и магнитуда землетрясения(неопр.) . studfile.net. Дата обращения: 13 октября 2023.
11. ↑Магнитуда и балльная шкала интенсивности землетрясения(неопр.) . Коммерсантъ: последние новости России и мира (30 сентября 2020). Дата обращения: 13 октября 2023.
12. ↑Сёмин, П.Магнитуда и бальность землетрясений(неопр.) . Ураловед — портал знатоков и любителей Урала (1 сентября 2011). Дата обращения: 13 октября 2023.

Ссылки

Шкала Рихтера — классификация землетрясений по магнитудам

Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении. Самые сильные землетрясения на Земле имеют магнитуду 9.0.

Шкала Рихтера — классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Шкала была предложена в 1935 году американским сейсмологом Чарльзом Рихтером (1900‑1985), теоретически обоснована совместно с американским сейсмологом Бено Гутенбергом в 1941‑1945 годах, получила повсеместное распространение во всем мире.

Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении. Хотя шкала магнитуд в принципе не ограничена, существуют физические пределы величины выделившейся в земной коре энергии.
В шкале использован логарифмический масштаб, так что каждое целое значение в масштабе указывает на землетрясение, в десять раз большее по мощности, чем предыдущее.

Землетрясение с магнитудой 6,0 по шкале Рихтера вызовет в 10 раз более сильное колебание грунта, чем землетрясение с магнитудой 5,0 по той же шкале. Магнитуда землетрясения и его полная энергия — не одно и то же. Энергия, выделяющаяся в очаге землетрясения, при увеличении магнитуды на единицу возрастает примерно в 30 раз.
Магнитуда землетрясения — безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения, измеренных сейсмографом, и некоторого стандартного землетрясения.
Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине.

Землетрясения разной магнитуды (по шкале Рихтера) проявляются следующим образом:
2,0 — самые слабые ощущаемые толчки;
4,5 — самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;
6,0 — умеренные разрушения;
8,5 — самые сильные из известных землетрясений.

Ученые считают, что землетрясения более сильные, чем с магнитудой 9.0, произойти на Земле не могут. Известно, что каждое землетрясение представляет собой толчок или серию толчков, которые возникают в результате смещения горных масс по разлому. Расчеты показали, что размер очага землетрясения (то есть величина площади, на которой произошло смещение горных пород, которыми и определяется сила землетрясения и его энергия) при слабых, едва ощутимых человеком толчках измеряется в длину и по вертикали несколькими метрами.

При землетрясениях средней силы, когда возникают в каменных зданиях трещины, размеры очага достигают уже километров. Очаги же при самых сильных, катастрофических землетрясениях имеют протяженность 500‑1000 километров и уходят на глубину до 50 километров. У максимального из зарегистрированных на Земле землетрясений очаг равен 1000 x 100 километров, т.е. близок к максимальной длине разломов, известных ученым. Невозможно и дальнейшее увеличение глубины очага, так как земное вещество на глубинах более 100 километров переходит в состояние, близкое к плавлению.

Магнитуда характеризует землетрясение как цельное, глобальное событие и не является показателем интенсивности землетрясения, ощущаемой в конкретной точке на поверхности Земли. Интенсивность или сила землетрясения, измеряемая в баллах, не только сильно зависит от расстояния до очага; в зависимости от глубины центра и типа горных пород сила землетрясений с одинаковой магнитудой может различаться на 2‑3 балла.

Шкала балльности (не шкала Рихтера) характеризует интенсивность землетрясения (эффект его воздействия на поверхности), т.е. измеряет ущерб, нанесенный данной местности. Балльность устанавливается при обследовании района по величине разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности.

Существует большое число сейсмических шкал, которые можно свести к трем основным группам. В России применяется наиболее широко используемая в мире 12‑балльная шкала МSK‑64 (Медведева‑Шпонхойера‑Карника), восходящая к шкале Меркалли‑Канкани (1902), в странах Латинской Америки принята 10‑балльная шкала Росси‑Фореля (1883), в Японии — 7‑балльная шкала.

Оценка интенсивности, в основу которой положены бытовые последствия землетрясения, легко различаемые даже неопытным наблюдателем, в сейсмических шкалах разных стран различна. Например, в Австралии одну из степеней сотрясения сравнивают с тем «как лошадь трется о столб веранды», в Европе такой же сейсмический эффект описывается так — «начинают звонить колокола», в Японии фигурирует «опрокинутый каменный фонарик».

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Магнитуда

Магниту́да землетрясе́ния — величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды была предложена Рихтером в 1935, поэтому в обиходе значение магнитуды ошибочно называют шкалой Рихтера.

Распространённые заблуждения

• Магнитуда характеризует землетрясение как цельное, глобальное событие и не является показателем интенсивности землетрясения, ощущаемой в конкретной точке на поверхности Земли. Интенсивность землетрясения, измеряемая в баллах, не только сильно зависит от расстояния до очага; в зависимости от глубины центра и типа горных пород сила землетрясений с одинаковой магнитудой может различаться на 2—3 балла.
• Магнитуда — безразмерная величина, она не измеряется в баллах.
• Правильное употребление: «землетрясение с магнитудой 6.0», «землетрясение силой в 5 магнитуд по шкале Рихтера»
• Неправильное употребление: «землетрясение с магнитудой 6 баллов», «землетрясение силой 6 баллов по шкале Рихтера».

Шкала Рихтера

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 = lgA + 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

M_s = lg(A / T) + 1,66lgD + 3,30

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

Сейсмический момент и шкала Канамори

В 1977 Канамори предложил принципиально иную оценку интенсивности землетрясений, основанную на понятии сейсмического момента.

Сейсмический момент землетрясения определяется как , где

• μ — модуль сдвига горных пород, порядка 30 ГПа;
• A — 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

Replacement ac adapter что это

Uv 9w 365nm как подключить

Какая частица обладает положительным зарядом

Якори или якоря как правильно