Geologie

Definiți și comparați magnitudinea cu intensitatea

Această secțiune vă prezintă magnitudinea și intensitatea cutremurelor. Veți învăța cum se aseamănă și cum se deosebesc cele două.

Măsurarea cutremurelor

Oamenii au încercat dintotdeauna să cuantifice mărimea și pagubele provocate de cutremure. De la începutul secolului al XX-lea, au existat trei metode. Care sunt punctele forte și punctele slabe ale fiecăreia?

• Scala de intensitate Mercalli. Cutremurele sunt descrise în funcție de ceea ce au simțit locuitorii din apropiere și de pagubele produse structurilor din apropiere.
• Scala de magnitudine Richter. Dezvoltată în 1935 de Charles Richter, această scală folosește un seismometru pentru a măsura magnitudinea celei mai mari zguduiri de energie eliberată de un cutremur.
• Scală de magnitudine a momentului. Măsoară energia totală eliberată de un cutremur. Magnitudinea momentului este calculată pornind de la suprafața faliei care este ruptă și de la distanța pe care s-a deplasat pământul de-a lungul faliei.

Scala Richter și scara magnitudinii momentului sunt logaritmice.

• Amplitudinea celei mai mari unde crește de zece ori de la un întreg la altul.
• O creștere cu un întreg înseamnă că a fost eliberată de treizeci de ori mai multă energie.
• Aceste două scări dau adesea măsurători foarte asemănătoare.

Cum se compară amplitudinea celei mai mari unde seismice a unui cutremur de magnitudine 5 cu cea mai mare undă a unui cutremur de magnitudine 4? Cum se compară cu cea a unui cutremur de magnitudine 3? Amplitudinea celei mai mari unde seismice a unui cutremur de magnitudine 5 este de 10 ori mai mare decât cea a unui cutremur de magnitudine 4 și de 100 de ori mai mare decât cea a unui cutremur de magnitudine 3.

Cum se compară o creștere a două numere întregi pe scara magnitudinii momentului în ceea ce privește cantitatea de energie eliberată? Două numere întregi echivalează cu o creștere de 900 de ori a energiei eliberate.

Ce scară credeți că este cea mai bună? Cu scara Richter, o singură zguduitură puternică măsoară mai mult decât un cutremur intens și foarte lung care eliberează mai multă energie. Scara magnitudinii momentului reflectă mai exact energia eliberată și pagubele provocate. Cei mai mulți seismologi folosesc acum scara magnitudinii momentului.

Modul în care oamenii de știință măsoară intensitatea cutremurelor și cele două scări cele mai comune, Richter și magnitudinea momentului, sunt descrise împreună cu o discuție despre cutremurul din San Francisco din 1906 în videoclipul Measuring Earthquakes:

Magnitudine versus intensitate

Magnitudinea și intensitatea măsoară caracteristici diferite ale cutremurelor. Magnitudinea măsoară energia eliberată la sursa cutremurului. Magnitudinea se determină în urma măsurătorilor efectuate pe seismografe. Intensitatea măsoară intensitatea trepidațiilor produse de cutremur într-o anumită locație. Intensitatea este determinată în funcție de efectele asupra oamenilor, structurilor umane și a mediului natural.

Calcularea magnitudinii cutremurelor

Magnitudinea unui cutremur este un număr care permite ca cutremurele să fie comparate între ele din punct de vedere al puterii lor relative. Timp de câteva decenii, magnitudinea cutremurelor a fost calculată pe baza unei metode dezvoltate pentru prima dată de Charles Richter, un seismolog stabilit în California. Richter a folosit seismograme ale cutremurelor care au avut loc în zona faliei San Andreas pentru a-și calibra scara de magnitudine.

Pentru a determina magnitudinea Richter a unui cutremur se iau în calcul două măsurători: amplitudinea celor mai mari unde înregistrate pe o seismogramă a cutremurului și distanța până la epicentrul cutremurului. Amplitudinea maximă a undei seismice – înălțimea celei mai înalte – se măsoară în mm pe o seismogramă. Distanța până la epicentru trebuie, de asemenea, luată în considerare, deoarece cu cât distanța față de cutremur este mai mare, cu atât valurile sunt mai mici. Efectul distanței este eliminat din calcul. Nu există o limită superioară definită pentru scara Richter, dar, după un secol de măsurători seismografice, se pare că rocile din pământ își eliberează tensiunea înainte de a acumula suficientă energie pentru a atinge magnitudinea 10.

S-a constatat că scara Richter nu se transferă foarte bine de la zona faliei San Andreas, o limită de placă transformată, la cutremurele mult mai puternice care au loc la limitele plăcilor convergente, în special cutremurele din zona de subducție. Prin urmare, scara Richter a fost înlocuită cu scara magnitudinii momentului, simbolizată ca Mw.

Scala magnitudinii momentului este în linii mari similară cu scara Richter, dar ia în considerare mai mulți factori, inclusiv suprafața totală a faliei care se mișcă în timpul cutremurului și cât de mult se mișcă aceasta. Acest lucru produce un număr de magnitudine care este un indicator mai bun al cantității totale de energie eliberată de cutremur. Deoarece scara de magnitudine a momentului a înlocuit scara Richter, vom presupune de aici încolo că ne referim la magnitudinea momentului, nu la magnitudinea Richter, atunci când vorbim despre magnitudinea cutremurului.

Scala de magnitudine reprezintă energia în mod logaritmic la aproximativ baza 32. De exemplu, un cutremur de magnitudine 6,0 eliberează de aproximativ 32 de ori mai multă energie decât un cutremur de magnitudine 5,0. Un cutremur de magnitudine 7,0 eliberează aproximativ 32 × 32 = 1024 de ori mai multă energie decât un cutremur de magnitudine 5,0. Un cutremur de magnitudine 9,0, care se produce rar, eliberează de peste un milion de ori mai multă energie decât un cutremur de magnitudine 5,0.

Ranking Earthquake Intensity

Intensitatea cutremurelor este foarte diferită de magnitudinea cutremurului. Intensitatea cutremurului este un clasament bazat pe efectele observate ale unui cutremur în fiecare loc în parte. Prin urmare, fiecare cutremur produce o gamă de valori ale intensității, de la cea mai mare în zona epicentrului până la zero la o distanță de epicentru. Cea mai frecvent utilizată scală de intensitate a cutremurelor este scara de intensitate a cutremurelor Modified Mercalli. Consultați pagina Modified Mercalli Intensity Scale (Scara de intensitate Mercalli modificată) de pe site-ul web al US Geological Survey Earthquake Hazards Program pentru o versiune prescurtată.

Tabelul de mai jos arată aproximativ câte cutremure au loc în fiecare an în fiecare interval de magnitudine și care ar putea fi intensitatea la epicentru pentru fiecare interval de magnitudine.

Magnitudine	Număr mediu pe an	Intensitate Mercalli modificată	Descriere
0 – 1.9	>1 milion	–	micro – nu se resimte
2,0 – 2,9	>1 milion	I	minor – se resimte rar
3.0 – 3.9	aproximativ 100.000	II – III	minor – observat de câteva persoane
4.0 – 4.9	aproximativ 10.000	IV – V	ușoară – resimțită de multe persoane, posibile pagube minore
5,0 – 5.9	aproximativ 1.000	VI – VII	moderată – resimțită de majoritatea oamenilor, posibile spargeri de tencuială și coșuri de fum
6.0 – 6.9	aproximativ 130	VII – IX	puternic – pagube variabile în funcție de construcția clădirii și de substrat
7,0 – 7.9	aproximativ 15	IX – X	major – pagube extinse, unele clădiri distruse
8,0 – 8,9	aproximativ 1	X – XII	major – pagube extinse pe suprafețe mari, multe clădiri distruse
9.0 și peste		< 1	XI – XII	grea – pagube extinse pe arii extinse, majoritatea clădirilor distruse

Comparare magnitudine/intensitate

Tabelul următor prezintă intensitățile care sunt observate de obicei în locațiile din apropierea epicentrului cutremurelor de diferite magnitudini.

Magnitudine	Maxima tipică Intensitate Mercalli modificată
1.0 – 3.0	I
3.0 – 3.9	II – III
4.0 – 4.9	IV – V
5.0 – 5.9	VI – VII
6.0 – 6.9	VII – IX
7.0 și mai mare	VIII sau mai mare

Scală prescurtată de intensitate Mercalli modificată

1. Nu este resimțit decât de foarte puțini, în condiții deosebit de favorabile.
2. Resimțit doar de câteva persoane aflate în repaus, mai ales la etajele superioare ale clădirilor.
3. Resimțit destul de vizibil de persoanele aflate în interior, mai ales la etajele superioare ale clădirilor. Multe persoane nu îl recunosc ca fiind un cutremur. Mașinile cu motor în picioare se pot legăna ușor. Vibrații similare cu trecerea unui camion. Durată estimată.
4. Simțit în interior de mulți, în exterior de puțini, în timpul zilei. Noaptea, unii treziți. Vase, ferestre, uși deranjate; pereții fac zgomot de cracare. Senzație de camion greu care lovește clădirea. Mașini cu motor în picioare legănate vizibil.
5. Simțit de aproape toată lumea; mulți treziți. Unele vase, ferestre sparte. Obiecte instabile răsturnate. Ceasuri cu pendul se pot opri.
6. Simțit de toți, mulți speriați. Unele mobile grele mutate; câteva cazuri de tencuială căzută. Pagube ușoare.
7. Deteriorări neglijabile în clădirile bine proiectate și construite; ușoare până la moderate în structurile obișnuite bine construite; pagube considerabile în structurile prost construite sau prost proiectate; câteva coșuri de fum sparte.
8. Deteriorări ușoare în structurile special proiectate; pagube considerabile în clădirile obișnuite substanțiale, cu prăbușire parțială. Daune mari în structurile prost construite. Căderi de coșuri de fum, coșuri de fabrică, coloane, monumente, ziduri. Mobilier greu răsturnat.
9. Daune considerabile în structurile special proiectate; structuri de cadre bine proiectate aruncate în afara planului. Pagube mari în clădirile substanțiale, cu prăbușire parțială. Clădiri deplasate din temelii.
10. Câteva structuri din lemn bine construite au fost distruse; majoritatea structurilor din zidărie și cu cadre distruse cu tot cu temelii. Șine îndoite.
11. Puține, dacă există, structuri (de zidărie) au rămas în picioare. Poduri distruse. Șine îndoite foarte mult.
12. Danii totale. Liniile de vizibilitate și de nivel sunt distorsionate. Obiecte aruncate în aer.

Verifică-ți înțelegerea

Răspundeți la întrebarea (întrebările) de mai jos pentru a vedea cât de bine ați înțeles subiectele abordate în secțiunea anterioară. Acest test scurt nu contează pentru nota dumneavoastră la curs și îl puteți relua de un număr nelimitat de ori.

Utilizați acest test pentru a vă verifica înțelegerea și pentru a decide dacă (1) să studiați în continuare secțiunea anterioară sau (2) să treceți la secțiunea următoare.

.