Магнитуда землетрясения

28.12.2018 0 Автор: admin1

Энергия землетрясения

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

M=23(lg⁡E−4,8),{\displaystyle M={2 \over 3}(\lg E-4{,}8),}

где E — энергия землетрясения в .

Сейсмическая энергия, выделяемая при подземном мощностью в 1 (1 мегатонна тротилового эквивалента = 4,184·1015 Дж), эквивалентна землетрясению с магнитудой около 6. 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 ( 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.

Сейсмический момент и шкала Канамори

В году сейсмолог из предложил принципиально иную оценку интенсивности землетрясений, основанную на понятии сейсмического момента.

Сейсмический момент землетрясения определяется как M=μSu{\displaystyle M_{0}=\mu Su}, где

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

Таким образом, в единицах сейсмический момент имеет размерность Па × м² × м = Н × м.

Магнитуда по Канамори определяется как

MW=23(lg⁡M−16,1),{\displaystyle M_{W}={2 \over 3}(\lg M_{0}-16,1),}

где M — сейсмический момент, выраженный в дин × см (1 дина×см эквивалентна 1 , или 10−7 Н×м).

Шкала Канамори хорошо согласуется с более ранними шкалами при 3M7{\displaystyle 3 и лучше подходит для оценки крупных землетрясений.

Шкала Рихтера. Магнитуда.

Нередко, в том числе и в средствах массовой информации, можно слышать о происшедшем где-либо землетрясении силой, к примеру, в 6 баллов по шкале Рихтера.

Это неверно. Шкала Рихтера описывает не интенсивность землетрясения, выраженную в баллах, а совершенно другую характеристику, выраженную в других единицах.

Шкала Рихтера оценивает величину высвободившейся сейсмической энергии в эпицентре по измеренной приборами амплитуде колебаний почвы дошедших в точку измерения. Выражается эта величина в магнитуде.

Сам Рихтер магнитуду любого толчка определял как: «логарифм, выраженной в микронах, амплитуды записи этого толчка, сделанной стандартным короткопериодным крутильным сейсмометром на расстоянии в 100 километрах от эпицентра».

Магнитуда высчитывается после измерения амплитуды на сейсмограмме. А при расчетах необходимо внести поправки: на глубину очага землетрясения, на то, что измерения были проведены нестандартным сейсмометром. Необходимо привести вычисления к измеренным на стандартном расстоянии 100 км то эпицентра.

Это непростые вычисления. И из-за перечисленных сложностей величины магнитуд, выданных  различными источниками могут незначительно отличаться.

Но в целом они дадут объективную оценку мощности землетрясения.

Поэтому правильно будет сказать, что в определенном месте произошло землетрясение с магнитудой, скажем, -5, по шкале Рихтера.

Магнитуда, вычисленная в различных точках по шкале Рихтера будет иметь одно значение. Интенсивность толчков в баллах в различных точках будет различная.

В этом и состоит различие 12 бальной шкалы землетрясений и 9,5 бальной шкалы Рихтера, выраженной в магнитуде (шкала Рихтера имеет диапазон 1 — 9,5 магнитуды).

Не стоит путать ( а в СМИ это случается сплошь и рядом) понятия шкала Рихтера и 12 бальная шкала землетрясений.

Интенсивность по шкале Рихтера определяется сразу по показаниям сейсмографов. Интенсивность в баллах определяется позже, по оценке воздействия на земную поверхность. Поэтому самые первые сообщения по оценке мощности толчков приходят именно по шкале Рихтера.

Шкала Рихтера была разработана автором в 1935 году.

Как правильно сообщить об интенсивности толчков в магнитуде по шкале Рихтера?

Верное употребление — «землетрясение магнитудой 7 по шкале Рихтера».

Ранее, по недосмотру, применялось неправильное выражение — «землетрясение 7 баллов по шкале Рихтера».

Или так-же не правильно — «землетрясение 7 магнитуд по шкале Рихтера» или «магнитудой 7 баллов по шкале Рихтера».

Шкала Рихтера описывает мощность толчков в эпицентре, вне зависимости от условий и вводит в употребление единицу измерения мощности толчков — магнитуда. Другие шкалы описывают воздействие их на поверхность в различных местах в зависимости от условий, грунтов, пород, отдаленности от эпицентра и т. д.

По этой причине шкала Рихтера является самой объективной и научно обоснованной.

Шкала Рихтера (шутка)

Магнитуда — землетрясение

Магнитуда землетрясения является мерой общего количества энергии, излучаемой при сейсмическом толчке в форме упругих волн, в гипоцентре землетрясения, расположенном в очаге землетрясения на глубине до 730 км. Проекция гипоцентра на поверхность земли определяет эпицентр землетрясения, вокруг которого располагается область, называемая эпицентральной и испытывающая наибольшие колебания грунта.

Зависимость ускорения свободного.| Шкала землетрясений.

Магнитуда землетрясения ( табл. 44.8) — показатель энергии очага, выражается в виде десятичного логарифма амплитуды наибольшего колебания грунта, записанного при прохождении сейсмической волны того или иного типа с внесением поправок, выражающих средние эмпирические зависимости интенсивности для коровых землетрясений от эпицентрально-го расстояния, а для подкоровых — еще и от глубины очага. Наиболее употребительны три шкалы магнитуд: рихтеровская ( или локальная) ML; определяемая по объемным продольным волнам т или т; определяемая по поверхностным ( волнам Ms. Между шкалами существуют некоторые различия, зависящие от энергии землетрясения.

Магнитуда землетрясения является мерой общего количества энергии, излучаемой при сейсмическом толчке в форме упругих волн, в гипоцентре землетрясения, расположенном в очаге землетрясения на глубине до 730 км. Проекция гипоцентра на поверхность земли определяет эпицентр землетрясения, вокруг которого располагается область, называемая эпицентральной и испытывающая наибольшие колебания грунта.

Магнитудой землетрясения называется его численная характеристика, определяемая по амплитудам сейсмических волн, рождающихся в очаге. Магнитуда для поверхностных волн обозначается как М, для объемных волн — га. Впервые шкала магнитуд предложена Рихтером. В дальнейшем она была усовершенствована.

Магнитудой землетрясения называется его численная характеристика, определяемая по амплитудам сейсмических волн, рождающихся в очаге. Впервые шкала магнитуд предложена Рихтером. В дальнейшем она была усовершенствована.

Понятие магнитуда землетрясения возникло в связи с необходимостью измерения любого землетрясения в абсолютных величинах, а не с помощью описаний, основанных на человеческом опыте. Некоторых читателей может удивить необходимость двух различных понятий для описания землетрясений.

О методе выявления связи магнитуды землетрясений с тектоническими параметрами района / / Докл.

Методика и результаты прогноза максимальных магнитуд землетрясений региона Крым-Кавказ — Западная Туркмения / / Исследование земной коры и верхней мантии сейсмоопасных зон.

Оценим в такого рода экспериментах применимость модели прогноза времени или магнитуды землетрясения , которая предполагает, что, при постоянной скорости накопления напряжений ( деформаций) на существующем разломе, время до следующего землетрясения или его магнитуда линейно зависят от величины подвижки по разлому в предыдущем землетрясении. В простой модели повторяющихся подвижек на контакте двух блоков такой подход приводит к следующим правилам.

Оценкой сверху значения Мтах в некоторой точке является значение mmax максимальной магнитуды землетрясения, зарегистрированного ранее в пределах выделенной экспертом локальной однородной геологической зоны, которой принадлежит данная точка. Степень уверенности в выполнении неравенства Mmax тах зависит от точности оценок магнитуды гатах, от близости величины mmax к оценке максимального землетрясения региона, от степени уверенности эксперта в представительности сейсмо-статистики выделенной им зоны и от уверенности в сейсмотектонической однородности этой зоны.

Продолжительность предвестника 0 и масштаб А зоны очагов афтершоков зависят от магнитуды землетрясений, но амплитуда сейсмической аномалии имеет один и тот же порядок при самых разных магнитудах. Это означает, что рост магнитуды ведет к росту объема подготовки к разрушению, тогда как уровни дилатансии и прочности геоматериалов примерно одинаковы для всей коры.

Параметры очагов землетрясений.

Поскольку материалы коры имеют тот же порядок прочности, существует универсальный закон пропорциональности магнитуды землетрясения и объема массива, разгружающегося с выделением энергии землетрясения.

Эпицентры землетрясений на Черноморском побережье Кавказа и в восточной части Черного моря в 1834 — 1966 гг.

Шкала Рихтера

предложил для оценки силы землетрясения (в его эпицентре) перемещения A (в микрометрах) иглы стандартного Вуда — Андерсона, расположенного на расстоянии не более 600 км от эпицентра:
ML=lg⁡A+f,{\displaystyle M_{L}=\lg A+f,} где f — корректирующая функция, вычисляемая по таблице в зависимости от расстояния до эпицентра. Энергия землетрясения примерно пропорциональна A32,{\displaystyle 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

mb=lg⁡(AT)+Q(D,h),{\displaystyle 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.

Ms=lg⁡(AT)+1,66lg⁡D+3,30.{\displaystyle M_{s}=\lg(A/T)+1,66\lg D+3,30.}

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

Список источников

  • fenix-life.ru
  • howlingpixel.com
  • www.ngpedia.ru