Просмотр кода страницы Магнитуда землетрясения

'''Магниту́да землетрясе́ния''' (от {{lang-la|magnitudo}} «важность, значительность, крупность, величие») — величина, характеризующая энергию, выделившуюся при [[землетрясение|землетрясении]] в виде [[Сейсмическая волна|сейсмических волн]]. Первоначальная шкала магнитуды была предложена американским сейсмологом [[Рихтер, Чарльз Фрэнсис|Чарльзом Рихтером]] в [[1935 год]]у, поэтому в обиходе значение магнитуды подразумевается по '''шкале Рихтера'''.

== Магнитуда землетрясения и балльная шкала интенсивности землетрясения ==
Шкала Рихтера содержит условные единицы (от 1 до 9,5) — магнитуды, которые вычисляются по колебаниям, регистрируемым [[сейсмограф]]ом. Эту шкалу часто путают со '''[[Интенсивность землетрясения|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 землетрясения|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''»<ref>{{cite web|url=http://www.krugosvet.ru/enc/Earth_sciences/geologiya/ZEMLETRYASENIYA.html?page=0,2|title=Землетрясения|archiveurl=https://www.webcitation.org/619JZ6JPL?url=http://www.krugosvet.ru/enc/Earth_sciences/geologiya/ZEMLETRYASENIYA.html?page=0,2|archivedate=2011-08-23|access-date=2011-03-12|deadlink=no}}</ref><ref>{{книга|заглавие=География. Современная иллюстрированная энциклопедия. — М.: Росмэн|часть=Рихтера шкала|год=2006|автор=Под редакцией проф. А. П. Горкина|язык=ru}}</ref>.

== Шкала Рихтера ==
{{Основная статья|Шкала Рихтера}}

[[Рихтер, Чарльз Фрэнсис|Рихтер]] предложил для оценки силы землетрясения (в его эпицентре) [[десятичный логарифм]] перемещения {{math|''A''}} (в микрометрах) иглы стандартного [[сейсмограф]]а Вуда — Андерсона, расположенного на расстоянии не более 600 км от эпицентра:
<math>M_L = \lg A + f, </math> где {{math|''f''}} — корректирующая функция, вычисляемая по таблице в зависимости от расстояния до эпицентра. Энергия землетрясения примерно пропорциональна <math>A^{3/2},</math> 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

: <math>m_b = \lg(A/T) + Q(D, h),</math>

где {{mvar|A}} — амплитуда колебаний земли (в микрометрах), {{mvar|T}} — период волны (в секундах), и {{mvar|Q}} — поправка, зависящая от расстояния до эпицентра {{mvar|D}} и глубины очага землетрясения {{mvar|h}}.

; {{нп5|Магнитуда поверхностных волн|||Surface wave magnitude}}

: <math>M_s = \lg(A/T) + 1{,}66 \lg D + 3{,}30.</math>

Эти шкалы плохо работают для самых крупных землетрясений — при {{mvar|M}} ~ 8 наступает ''насыщение''.

== Сейсмический момент и шкала Канамори ==
В [[1977 год|1977]]<ref>{{статья |автор=Hiroo Kanamori |заглавие=The Energy Release in Great Earthquakes |ссылка=http://www.gps.caltech.edu/uploads/File/People/kanamori/HKjgr77.pdf |язык=en |издание=J. of Geophysical Research |год=10 July 1977 |том=82 |выпуск=20 |страницы=2981—2987 |archivedate=2010-07-23 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20100723182215/http://www.gps.caltech.edu/uploads/File/People/kanamori/HKjgr77.pdf }}</ref> году сейсмолог [[Канамори, Хиро|Хиро Канамори]] из [[Калифорнийский технологический институт|Калифорнийского технологического института]] предложил принципиально иную оценку интенсивности землетрясений, основанную на понятии '''сейсмического момента'''.

Сейсмический момент землетрясения определяется как
: <math>M_0 = \mu S u,</math>
где
: {{math|μ}} — [[модуль сдвига]] горных пород, порядка 30 ГПа,
: {{math|''S''}} — площадь, на которой замечены геологические разломы,
: {{math|''u''}} — среднее смещение вдоль разломов.

Таким образом, в единицах [[СИ]] сейсмический момент имеет размерность Па⋅м<sup>2</sup>⋅м = Н⋅м.

Магнитуда по Канамори определяется как<ref>{{Книга |автор=[[Николай Владимирович Короновский]] |заглавие=Общая геология |ответственный= |издание= |место= |издательство=Книжный дом «Университет» |год=2016 |страницы= |страниц= |isbn=}}</ref>

: <math>M_W = \frac{2}{3} (\lg M_0 - 9{,}1),</math>
где {{math|''M''}}<sub>0</sub> — сейсмический момент, выраженный в Н⋅м.

Шкала Канамори хорошо согласуется с более ранними шкалами при <math>3 < M < 7</math> и лучше подходит для оценки крупных землетрясений.

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

: <math>M = \frac{2}{3} (\lg E - 4{,}8),</math>

где {{math|''E''}} — энергия землетрясения в [[Джоуль|джоулях]].

Сейсмическая энергия, выделяемая при подземном [[ядерный взрыв|ядерном взрыве]] мощностью в 1 [[мегатонна тринитротолуола|мегатонну]] (4,184·10<sup>15</sup> Дж), эквивалентна землетрясению с магнитудой около 6<ref name=nevada>[https://web.archive.org/web/20080410220042/http://www.seismo.unr.edu/ftp/pub/louie/class/100/magnitude.html Nevada Seismological Lab. What is Richter Magnitude?]</ref>. 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 твёрдых породах ([[камуфлет]]ный 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<ref name=nevada/><ref>{{книга |заглавие=Nuclear testing and nonproliferation: The role of seismology in deterring the development of nuclear weapons |год=1994 |издательство=The IRIS Consortium |место=Arlington, Virginia |ссылка=http://www.iris.iris.edu/HQ/Bluebook/chapter5.magnitude.html |часть=V. Assessing Monitoring Requirements |язык=en |ответственный=Ed.: Gregory E. Van der Vink |archivedate=2017-02-13 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20170213164328/http://www.iris.iris.edu/HQ/Bluebook/chapter5.magnitude.html }}</ref>.

== Частота землетрясений разной магнитуды ==
За год на [[Земля|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.

[[Великое Чилийское землетрясение|Сильнейшее зарегистрированное землетрясение]] в истории современных наблюдений произошло в [[Чили]] в [[1960 год]]у, его магнитуда по шкале Канамори составляла 9,5.

== См. также ==
* [[Шкала Медведева — Шпонхойера — Карника|12-балльная сейсмическая шкала]]
* [[Шкала Японского метеорологического агентства]]
* [[Шкала Росси-Фореля]]
* [[Шкала Фудзиты]]
* [[Шкала Меркалли]]

== Примечания ==
{{примечания|40em}}

== Ссылки ==
* [https://web.archive.org/web/20090509070347/http://earthquake.usgs.gov/learning/faq.php?categoryID=2 USGS: Measuring earthquakes]

{{ВС}}
{{Стихийные бедствия}}

[[Категория:Сейсмология]]
[[Категория:Шкалы|Магнитуды землетрясений]]
[[Категория:Землетрясения]]
[[Категория:Безразмерные параметры]]