Шкала МСК-64

Шкала МСК-64 (Международная сейсмическая шкала, 1964 года) — это макросейсмическая шкала интенсивности землетрясений, предназначенная для оценки силы подземных толчков на поверхности Земли по их воздействию на людей, здания, природные объекты и рельеф. Шкала основана на 12-балльной системе и является модифицированной версией шкалы Меркалли-Канкани-Зиберга (MCS). В СССР и России шкала МСК-64 является основной для определения сейсмической интенсивности в баллах, в отличие от магнитудных шкал (например, шкалы Рихтера), которые измеряют энергию, выделившуюся в очаге землетрясения.

История создания

Шкала МСК-64 была разработана в 1964 году коллективом советских и зарубежных сейсмологов под руководством С. В. Медведева (СССР), В. Шпонхойера (ГДР) и В. Карника (Чехословакия). Целью создания было унифицировать методы оценки интенсивности землетрясений, которые ранее различались в разных странах. В основу легли шкала Меркалли-Канкани-Зиберга (MCS, 1912 год) и её американская версия — модифицированная шкала Меркалли (MM, 1931 год). После доработок в 1973 году шкала получила название МСК-73, однако в российской практике чаще используется исходная версия 1964 года. В 1996 году шкала была адаптирована как ГОСТ Р 22.0.02-94 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Землетрясения. Шкала сейсмической интенсивности», что закрепило её статус в нормативной документации РФ.

Классификация баллов

Шкала МСК-64 делит землетрясения на 12 градаций (баллов), где 1 балл — минимальная интенсивность (не ощущается), а 12 баллов — максимальная (катастрофические разрушения). Каждому баллу соответствует описание эффектов для трёх категорий:

• Люди — реакция человека на толчки (ощущение, паника, потеря равновесия).
• Здания — степень повреждения типовых строений (от трещин в штукатурке до полного обрушения).
• Природные явления — изменения в грунте, рельефе, водоёмах (оползни, трещины, цунами).

Краткая характеристика баллов

Устройство и методика оценки

Шкала МСК-64 использует трёхкомпонентную систему оценки интенсивности, основанную на статистическом анализе повреждений. Для каждого типа зданий (от деревянных до железобетонных) введены коэффициенты уязвимости. Интенсивность в баллах определяется по формуле:

\[ I = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} k_i \cdot p_i \]

где \( I \) — интенсивность в баллах, \( n \) — количество обследованных зданий, \( k_i \) — коэффициент типа здания, \( p_i \) — степень повреждения (в процентах от общего объёма). На практике оценка производится визуально по таблицам, где для каждого балла указаны характерные повреждения для трёх классов зданий:

• Класс А — здания из сырцового кирпича, саманные, глинобитные.
• Класс Б — здания из кирпича, бетонных блоков, естественного камня.
• Класс В — здания с железобетонным каркасом, металлические, деревянные.

Применение

Шкала МСК-64 используется в следующих областях:

• Сейсмическое районирование — определение сейсмической опасности территорий для строительства. В России на её основе составлены карты общего сейсмического районирования (ОСР-97, ОСР-2015), где указана ожидаемая интенсивность в баллах для разных регионов.
• Экспертиза зданий — оценка сейсмостойкости существующих сооружений и проектирование новых с учётом местных условий.
• Ликвидация последствий — оперативная оценка масштабов разрушений после землетрясения для планирования спасательных работ.
• Научные исследования — корреляция между магнитудой (по шкале Рихтера) и интенсивностью (по МСК-64) для изучения сейсмического режима.

Примеры соответствия магнитуды и баллов

Критика и ограничения

Шкала МСК-64, как и другие макросейсмические шкалы, имеет ряд недостатков:

• Субъективность — оценка зависит от квалификации наблюдателя, особенно при отсутствии чётких критериев для редких типов зданий.
• Неприменимость к малонаселённым районам — в пустынях, горах или тундре отсутствуют строения, по которым можно судить об интенсивности.
• Неучёт глубины очага — землетрясения с одинаковой магнитудой, но разной глубиной вызывают разную интенсивность на поверхности.
• Устаревание строительных норм — современные сейсмостойкие здания могут выдерживать толчки, которые по шкале МСК-64 соответствуют 8–9 баллам, что приводит к занижению оценки.

В России с 2017 года ведётся работа по внедрению шкалы EMS-98 (Европейская макросейсмическая шкала), которая считается более точной для современных типов застройки. Однако МСК-64 остаётся основной в нормативных документах и учебных программах.

Интересные факты

• Шкала МСК-64 была одной из первых, где для оценки интенсивности использовались математические формулы, а не только словесные описания.
• В 1970-х годах на основе МСК-64 была разработана шкала для оценки сейсмической интенсивности на Луне (по данным сейсмографов, установленных миссиями «Аполлон»).
• В Японии, где часто происходят землетрясения, используется собственная 7-балльная шкала Японского метеорологического агентства (JMA), которая не совпадает с МСК-64 по диапазону и критериям.

Источники

• Медведев С. В., Шпонхойер В., Карник В. «Шкала сейсмической интенсивности МСК-64». — М.: Наука, 1965.
• ГОСТ Р 22.0.02-94 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Землетрясения. Шкала сейсмической интенсивности». — М.: Госстандарт России, 1996.
• Сейсмическое районирование территории Российской Федерации. — М.: ОИФЗ РАН, 2015.
• Шебалин Н. В. «Методы оценки сейсмической интенсивности». — М.: Наука, 1980.