Для установки нажмите кнопочку Установить расширение. И это всё.

Исходный код расширения WIKI 2 регулярно проверяется специалистами Mozilla Foundation, Google и Apple. Вы также можете это сделать в любой момент.

4,5
Келли Слэйтон
Мои поздравления с отличным проектом... что за великолепная идея!
Александр Григорьевский
Я использую WIKI 2 каждый день
и почти забыл как выглядит оригинальная Википедия.
Что мы делаем. Каждая страница проходит через несколько сотен совершенствующих техник. Совершенно та же Википедия. Только лучше.
.
Лео
Ньютон
Яркие
Мягкие

Магнитуда землетрясения

Из Википедии — свободной энциклопедии

Магниту́да землетрясе́ния (от лат. magnitudo «важность, значительность, крупность, величие») — величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды была предложена американским сейсмологом Чарльзом Рихтером в 1935 году, поэтому в обиходе значение магнитуды называют шкалой Рихтера.

Энциклопедичный YouTube

  • 1/3
    Просмотров:
    2 909
    839
    556
  • Шкала Рихтера
  • Цунами. Высота волны цунами 2010 в Тихом океане. Землетрясение в Чили 27 февраля 2010 года.
  • Сильное землетрясение магнитудой 7,7 произошло у берегов Соломоновых Островов

Субтитры

Здравствуйте! Мы уже знаем, что такое логарифмическая шкала, как она выглядит и для чего она нужна. На этом уроке мы поговорим о шкале Рихтера (шкале магнитуд), с помощью которой определяется сила землетрясений. На сегодняшний день для измерения силы землетрясения также используют шкалу Канамори, основанную на понятии сейсмического момента. Шкала Канамори привязана к шкале Рихтера. С ее помощью измеряется интенсивность сильных землетрясений. Если магнитуда землетрясения превышает 7.0, то шкала Рихтера дает неверные показания. Вот почему и появилась необходимость в другой шкале. С помощью этой шкалы можно измерить силу землетрясения магнитудой больше 7.0. Перед вами портрет Чарльза Рихтера. А это взято из его интервью. Очень интересно. Здесь он рассказывает о том, что сподвигло его на создание шкалы. Давайте прочитаем: «Однажды я натолкнулся на статью японского профессора Вадати, где он сравнивал сильные землетрясения. Делал он это так: отмечал на графике самые большие движения почвы и расстояния до эпицентра землетрясения…» Давайте я покажу, как приблизительно выглядел такой график. На этой оси Вадати отмечал расстояние до эпицентра. Вы ведь понимаете, чтобы измерять силу землетрясения, необязательно находиться в самом эпицентре. Можно измерять силу в этом месте, в этом или в этом, в любом. И на горизонтальной оси он отмечал именно это расстояние. А потом смотрел на смещение почвы в пунктах измерения. В результате получается вот такая точка. По ней он судил о силе землетрясения. Это, можно сказать, среднее землетрясение, это – слабое, потому что по оси видно, что мы находимся близко к эпицентру, но смещение почвы при этом все равно несильное. Ось магнитуды показывает, на сколько сдвинулась земля. А вот здесь, например, будет сильное землетрясение. Далее в интервью Чарльз Рихтер говорит: «Я попробовал сделать то же самое для нашего региона. Но линия, соединяющая самую большую и самую маленькую магнитуды, оказалась недопустимо длинной.» О чем это он говорит? А о том, что если строить такого рода график, то точки могут быть где угодно: здесь, здесь… здесь или здесь. Некоторые могут даже не поместиться на странице. И дальше он говорит: «Тогда доктор Бено Гутенберг, – Рихтер работал с ним в Калифорнийском технологическом институте, – Бено Гутенберг предложил логическое решение этой проблемы: отмечать амплитуды на логарифмической шкале. К счастью, логарифмические шкала оказалась просто поразительной находкой». В чем проявлялась эта поразительность? В том, что с ее помощью он мог сравнивать не только слабые землетрясения, но и сильные. Таким образом, вместо того, чтобы на график наносить саму амплитуду колебания почвы, Чарльз Рихтер наносил значение логарифма этой амплитуды. Сейчас я вам покажу, как это все происходило. Итак, предположим, вот так выглядит кривая колебаний почвы. В этом месте происходит толчок. Он измеряет амплитуду этого толчка. И если значение амплитуды отметить на графике в линейном виде, как это делал К. Вадати, то могут потом возникнуть проблемы со сравнением толчков разной силы. Поэтому по совету Бено Гутенберга Чарльз Рихтер решил отмечать не само значение амплитуды, а ее логарифм. А что будет, если отмечать логарифмы чисел? Будет логарифмическая шкала. На этом уроке я хочу, в первую очередь, рассказать о значении этой шкалы для магнитуды землетрясений, в особенности для тех, о которых мы недавно слышали. Вот это, например, землетрясение, которое произошло 23 августа 2011 года. Это землетрясение магнитудой 5,8 было не очень сильным. Но и не настолько слабым, что бы люди не почувствовали толчков. Это были хорошо ощутимые колебания земли, следствиями которых стали незначительные разрушения. И я взяла именно это землетрясение для примера, потому что восточному побережью США землетрясения не свойственны, точнее сказать, они там не так часто происходят. Давайте отметим это значение магнитуды на шкале. Сейчас я проведу прямую. Вот она. Где-то здесь будет 5,8. И чтобы примерно понять силу такого землетрясения, я предлагаю вам очень сильно покачаться на стуле или кресле. Итак, это у нас землетрясение на восточном побережье США в 2011 году. Если рассматривать США, то пожалуй, самое большое землетрясение за последнее время – это землетрясение в 40-50 милях к югу от Сан-Франциско. Вот здесь был эпицентр землетрясения, в горах Санта-Круз, а здесь Сан-Франциско. Землетрясение сильно разрушило дороги. Повреждения были настолько значительны, что дороги решили полностью переделать. Вот рядом вы можете увидеть картинку, как выглядело шоссе после этого события. Представьте, какая сила была у землетрясения, чтобы нанести такой ущерб на таком расстоянии. Это было землетрясение магнитудой 7,0. Отметим 7,0 на шкале. Вот здесь у нас 7,0. Землетрясение в Лома Приета в 1989 году. Следующее землетрясение, которое мы рассмотрим, произошло в 2011 году у восточного побережья острова Хонсю в Японии. Вот эта большая желтая окружность показывает магнитуду землетрясения. Это было сильнейшее землетрясение за известную историю Японии. Сильные толчки стали причиной аварии на АЭС-Фукусима. Магнитуда этого землетрясения 9,0. Отметим и это значение. Здесь 5,8, здесь 7, здесь 8, а где-то здесь будет 9,0. Запишем: 2011 год, Япония. И самое большое землетрясение, которое когда-либо было в истории наблюдений, – это землетрясение в Чили в 1960 году. Эпицентр землетрясения располагался возле города Вальдивия. Магнитуда около 9,5. Вот где-то здесь на шкале будет значение 9,5. Это землетрясение 1960-ого года в Чили. Теперь давайте посмотрим на нашу прямую. Если бы это была числовая прямая, мы бы сказали, что разница между магнитудой 5,8 и 9,5 не очень большая. Т.е. землетрясения не сильно отличаются. Но на самом деле она не такая уж и небольшая, поскольку мы рассматриваем не числовую прямую, а логарифмическую. Она нам показывает, во сколько степеней числа 10 сила одного землетрясения отличается от другого. Другими словами, отметки на шкале – это степени числа 10. Если мы возьмем 5,8 и 7,0, то разница этих значений равна 1,2. Но обратите внимание, разница касается степеней числа 10. Если вы не совсем понимаете, о чем я говорю, в этом случае советую посмотреть видео «Логарифмическая шкала». Если мы рассматриваем логарифмическую шкалу, то деление представляет собой не числовое фиксированное значение, а, по сути, масштабный коэффициент. И в данном случае отметки отличаются не на 1,2, а на 10 в степени 1,2. Здесь будет: умножить на 10 в степени 1,2. Давайте посмотрим, чему равно 10 в степени 1,2. 10 в первой степени равно 10, значит, 10 в степени 1,2 будет немного больше. Итак, 10 в степени 1,2 равно 15,8. Значит, землетрясение в Лома Приета было приблизительно в 16 раз сильнее, чем на восточном побережье. Хотя если мы посмотрим на шкалу, то разница не кажется такой большой. Но раскачайтесь сильно на стуле – примерно так трусило на восточном побережье, а в Лома Приета было в 16 РАЗ сильнее. Представьте, какие там были разрушения, каким массивным было это землетрясение! Только подумайте, какие это были толчки. А теперь сравним землетрясения в Лома Приета и в Японии. Посмотрим, насколько в Японии землетрясение было мощней, чем в Лома Приета. Обратите внимание, сила отличается не в 2 раза, как это может показаться на первый взгляд. Ведь это не числовая прямая, а логарифмическая. Отличаться землетрясения будут в 10 в квадрате раз, то есть в 100 раз. По сравнению с землетрясением в Лома Приета, землетрясение в Японии было в 100 раз сильнее. А по сравнению с землетрясением на восточном побережье, оно сильнее в 1600 раз. ОЧЕНЬ массивное землетрясение. Очаг наиболее разрушительного подземного толчка находился на глубине 32 км ниже уровня моря в Тихом океане. Это землетрясение передвинуло часть северной Японии на 2,4 м в сторону Северной Америки. Часть северной Японии сделалась шире, чем она была раньше, т.е. изменилась форма ОГРОМНОГО острова. И еще одно следствие этого землетрясения – день на Земле стал на одну миллионную секунды короче. Может показаться, что одна миллионная – это вообще ничего. Но мы же говорим о длине ДНЯ, а это фундаментальные вещи. И все это из-за землетрясения. А землетрясение в Чили было еще сильнее. Оно было в 10 в степени 0,5 мощнее. Давайте вычислим это значение. Итак, 10 в степени 0,5, или же корень квадратный из 10. Можно сказать и так. 10 в степени 0,5 – это то же самое, что 10 в степени и 1/2, а это корень квадратный из 10. И он равен 3,16. Значит, сильнейшее землетрясение в истории наблюдений было в 3,16 раза мощнее, чем землетрясение в Японии, землетрясение, в результате которого день уменьшился на одну миллионную секунды, и в результате которого часть северной Японии стала шире на 2,4 м. Если мы сравним землетрясение в Чили с землетрясением на восточном побережье США, то Чилийское землетрясение приблизительно в 5000 раз сильнее. Только представьте себе его масштабы!! Надеюсь, что теперь вы понимаете, для чего нужна шкала Рихтера. С ее помощью мы можем сравнивать землетрясения самой различной мощности. А теперь представьте, если бы магнитуды землетрясений были отмечены на числовой прямой, как бы все это выглядело. Я согласна, трудно представить. К примеру, значение 9,5 должно было бы находиться в 5000 раз дальше, чем значение 5,8. А если рассматривать землетрясения менее сильные, чем на восточном побережье, тогда числовая прямая вообще растянулась бы на неопределенную длину. На этом все! До скорых встреч!

Содержание

Магнитуда землетрясения и балльная шкала интенсивности землетрясения

Шкала Рихтера содержит условные единицы (от 1 до 9,5) — магнитуды, которые вычисляются по колебаниям, регистрируемым сейсмографом. Эту шкалу часто путают со шкалой интенсивности землетрясения в баллах (по 7 или 12-балльной системе), которая основана на внешних проявлениях подземного толчка (воздействие на людей, предметы, строения, природные объекты). Когда происходит землетрясение, то сначала становится известной именно его магнитуда, которая определяется по сейсмограммам, а не интенсивность, которая выясняется только спустя некоторое время, после получения информации о последствиях.

Правильное употребление: «землетрясение магнитудой 6,0».

Прежнее неправильное употребление: «землетрясение силой 6 баллов по шкале Рихтера».

Неправильное употребление: «землетрясение магнитудой 6 баллов», «землетрясение силой в 6 магнитуд по шкале Рихтера»[1][2].

Шкала Рихтера

Рихтер предложил для оценки силы землетрясения (в его эпицентре) десятичный логарифм перемещения A (в микрометрах) иглы стандартного сейсмографа Вуда-Андерсона, расположенного на расстоянии не более 600 км от эпицентра: где f — корректирующая функция, вычисляемая по таблице в зависимости от расстояния до эпицентра. Энергия землетрясения примерно пропорциональна 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

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[en]

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

Сейсмический момент и шкала Канамори

В 1977[3] году сейсмолог Хиро Канамори из Калифорнийского технологического института 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;
  • S — 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

[4]

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 и лучше подходит для оценки крупных землетрясений.

Энергия землетрясения

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

где E — энергия землетрясения в джоулях.

Сейсмическая энергия, выделяемая при подземном ядерном взрыве мощностью в 1 мегатонну (1 мегатонна тротилового эквивалента = 4,184·1015 Дж), эквивалентна землетрясению с магнитудой около 6[5]. Стоит заметить, что даже при подземном ядерном взрыве с наибольшим сейсмическим действием, когда ядерный заряд помещён в достаточно компактную горную выработку на большой глубине в твердых породах (камуфлетный взрыв), только небольшая часть общей энергии взрыва (порядка процента) преобразуется в регистрируемые сейсмические колебания. Эта доля ещё меньше при наземном и особенно воздушном ядерном взрыве. Изменение энерговыделения при ядерном взрыве в 1000 раз при прочих равных условиях изменяет магнитуду на две единицы; так, например, подземный взрыв с энерговыделением в 1 кт эквивалентен землетрясению с магнитудой около 4[5][6].

Частота землетрясений разной магнитуды

За год на Земле происходит примерно:

  • 1 землетрясение с магнитудой 8,0 и выше;
  • 10 — с магнитудой 7,0—7,9;
  • 100 — с магнитудой 6,0—6,9;
  • 1000 — с магнитудой 5,0—5,9.

Сильнейшее зарегистрированное землетрясение произошло в Чили в 1960 году — по более поздним оценкам, магнитуда Канамори составляла 9,5.

См. также

Примечания

  1. Землетрясения. Архивировано 23 августа 2011 года.
  2. Рихтера шкала. География. Современная иллюстрированная энциклопедия. — М.: Росмэн. Под редакцией проф. А. П. Горкина. 2006.. Архивировано 23 августа 2011 года.
  3. Hiroo Kanamori The Energy Release in Great Earthquakes (англ.) // J. of Geophysical Research. — July 10, 1977. — Т. 82, вып. 20. — С. 2981—2987.
  4. Николай Владимирович Короновский. Общая геология. — Книжный дом "Университет", 2016.
  5. 1 2 Nevada Seismological Lab. What is Richter Magnitude?
  6. V. Assessing Monitoring Requirements // Nuclear testing and nonproliferation: The role of seismology in deterring the development of nuclear weapons / Ed.: Gregory E. Van der Vink. — Arlington, Virginia: The IRIS Consortium, 1994.

Ссылки

Эта страница последний раз была отредактирована 31 января 2018 в 11:13.
Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License. Нетекстовые медиаданные доступны под собственными лицензиями. Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. WIKI 2 является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).