Aardbeving Magnitudes

Tegenwoordig gebeurt er een aardbeving en deze is meteen op het nieuws, inclusief de omvang ervan. Onmiddellijke aardbevingen zijn een routinematige prestatie als het rapporteren van de temperatuur, maar ze zijn het resultaat van generaties wetenschappelijk werk.

Waarom aardbevingen moeilijk te meten zijn

Aardbevingen zijn zeer moeilijk te meten op een standaardschaal. Het probleem is als het vinden van één nummer voor de kwaliteit van een honkbalwerper. Je kunt beginnen met het winst-verliesrecord van de werper, maar er zijn meer dingen om te overwegen: verdiend run-run gemiddelde, strikeouts en vier wijd, loopbaanlevensduur enzovoort. Honkbalstatistici sleutelen aan indexen die deze factoren wegen (voor meer informatie, bezoek de About Baseball Guide).

Aardbevingen zijn gemakkelijk net zo ingewikkeld als werpers. Ze zijn snel of langzaam. Sommigen zijn zachtaardig, anderen zijn gewelddadig. Ze zijn zelfs rechtshandig of linkshandig. Ze zijn op verschillende manieren georiënteerd - horizontaal, verticaal of ertussenin (zie Storingen in een notendop). Ze komen voor in verschillende geologische omgevingen, diep in continenten of in de oceaan. Toch willen we op de een of andere manier een enkel betekenisvol getal voor het rangschikken van de aardbevingen in de wereld. Het doel is altijd geweest om de totale hoeveelheid energie te berekenen die een aardbeving vrijkomt, omdat dat ons diepgaande dingen vertelt over de dynamiek van het binnenste van de aarde.

Richters eerste schaal

De baanbrekende seismoloog Charles Richter begon in de jaren dertig met het vereenvoudigen van alles wat hij maar kon bedenken. Hij koos voor één standaardinstrument, een Wood-Anderson-seismograaf, gebruikte alleen nabijgelegen aardbevingen in Zuid-Californië en nam slechts één stukje gegevens - de afstand EEN in millimeters dat de seismograafnaald bewoog. Hij werkte een eenvoudige aanpassingsfactor uit B om aardbevingen in de buurt van verre toe te staan, en dat was de eerste schaal van Richter van lokale omvang M_L:

M_L = logboek EEN + B

Een grafische versie van zijn schaal is gereproduceerd op de archiefsite van Caltech.

Dat zal je merken M_L meet echt de grootte van aardbevingsgolven, niet de totale energie van een aardbeving, maar het was een begin. Deze schaal werkte redelijk goed wat betreft kleine, matige aardbevingen in Zuid-Californië. In de komende 20 jaar hebben Richter en vele andere werknemers de schaal uitgebreid naar nieuwere seismometers, verschillende regio's en verschillende soorten seismische golven.

Latere "Richter-schalen"

Al snel werd de oorspronkelijke schaal van Richter verlaten, maar het publiek en de pers gebruiken nog steeds de uitdrukking "Richter magnitude." Seismologen vonden dat vroeger erg, maar nu niet meer.

Tegenwoordig kunnen seismische gebeurtenissen worden gemeten op basis van lichaamsgolven of oppervlaktegolven (deze worden kort uitgelegd in Aardbevingen). De formules verschillen, maar ze leveren dezelfde aantallen op voor gematigde aardbevingen.

Body-wave magnitude is

m_b = log (EEN/T) + Q(D,h)

waar EEN is de grondbeweging (in microns), T is de periode van de golf (in seconden), en Q(D,h) is een correctiefactor die afhankelijk is van de afstand tot het epicentrum van de aardbeving D (in graden) en brandpuntsdiepte h (in kilometers).

Oppervlakte-golf magnitude is

M_s = log (EEN/T) + 1,66 logboekD + 3.30

m_b gebruikt relatief korte seismische golven met een periode van 1 seconde, zodat elke aardbevingsbron die groter is dan een paar golflengtes er hetzelfde uitziet. Dat komt overeen met een grootte van ongeveer 6,5. M_s gebruikt golven van 20 seconden en kan grotere bronnen aan, maar het verzadigt ook rond magnitude 8. Dat is OK voor de meeste doeleinden omdat magnitude-8 of Super goed evenementen vinden gemiddeld slechts eenmaal per jaar plaats voor de hele planeet. Maar binnen hun grenzen, zijn deze twee schalen een betrouwbare maat voor de werkelijke energie die aardbevingen vrijgeven.