Открыть сервисСервис

Шкала Рихтера — магнитудная шкала землетрясений

Шкала Рихтера — логарифмическая шкала, используемая для количественной оценки энергии землетрясения по величине сейсмических волн, записанных сейсмографом. Шкала была разработана в 1935 году американскими сейсмологами Чарльзом Рихтером и Бено Гутенберг. Несмотря на появление более совершенных методик оценки сейсмической энергии, термин «шкала Рихтера» остаётся самым узнаваемым обозначением магнитуды землетрясения в массовой культуре и научно-популярной литературе.

История создания

Шкала была предложена Чарльзом Фрэнсисом Рихтером (1900—1985) в 1935 году совместно с Бено Гутенбергом в статье, опубликованной в журнале Bulletin of the Seismological Society of America. Рихтер, работавший в Калифорнийском технологическом институте, разработал шкалу первоначально для региональной классификации землетрясений Южной Калифорнии. Его задачей было создание единой числовой меры, позволяющей сравнивать интенсивность подземных толчков, независимо от расстояния до эпицентра и типа сейсмографа.

Рихтер ввёл понятие магнитуды (лат. magnitudo — величина), обозначаемое буквой M. Основой расчёта стала амплитуда максимального горизонтального смещения, регистрируемого стандартным сейсмографом Вуда—Андерсона. Формула выглядела следующим образом:

M = log₁₀ A − log₁₀ A₀(Δ),

где A — измеренная амплитуда, A₀(Δ) — поправочная функция, зависящая от расстояния Δ от сейсмической станции до эпицентра.

Физический смысл и принцип

Шкала Рихтера является логарифмической, то есть каждая следующая единица магнитуды соответствует примерно 31,6-кратному увеличению амплитуды сейсмических колебаний и примерно 32-кратному увеличению выделяемой энергии. Практически это означает:

  • землетрясение магнитудой 6,0 примерно в 1000 раз сильнее по энергии, чем землетрясение магнитудой 4,0;
  • разница в один балл по шкале соответствует приблизительно 32-кратному росту энергии;
  • землетрясение магнитудой 8,0 выделяет столько же энергии, сколько около 1000 землетрясений магнитудой 6,0.

Это логарифмическое построение связано с тем, что реальный диапазон энергий сейсмических событий чрезвычайно широк — от едва уловимых толчков до разрушительных катастроф, и линейная шкала была бы неудобна.

Классификация землетрясений по магнитуде

МагнитудаХарактеристика
Менее 2,0Микроземлетрясения, не ощущаются человеком, фиксируются только приборами
2,0—3,9Слабые, иногда ощущаются, но не наносят ущерба
4,0—4,9Умеренные, ощущаются внутри зданий, редко вызывают повреждения
5,0—5,9Сильные, могут наносить ущерб нестойким постройкам вблизи эпицентра
6,0—6,9Разрушительные, повреждают здания в зоне эпицентра
7,0—7,9Мощные, серьёзные разрушения на большой территории
8,0 и вышеКатастрофические, опустошительные разрушения на обширных территориях

Ограничения шкалы

Первоначальная шкала Рихтера имела ряд ограничений. Она была разработана для калифорнийских землетрясений и стандартного сейсмографа Вуда—Андерсона, поэтому её применение к другим регионам и к очень удалённым землетрясениям требует поправок. Кроме того, шкала учитывает только амплитуду волн определённого типа и не полностью отражает сложную природу сейсмического источника.

В 1979 году сейсмологи Хэнкс и Канамори предложили более универсальную шкалу — моментную магнитуду (Mw), основанную на сейсмическом моменте, то есть на произведении сдвигающего напряжения, площади разрыва и среднего смещения вдоль очага. Моментная магнитуда лучше описывает крупные землетрясения и не «насыщается» при очень больших значениях, как шкала Рихтера. Тем не менее для землетрясений средней силы значения Mw и M Рихтера близки, поэтому в повседневной речи и СМИ понятия часто отождествляются.

Известные землетрясения по шкале Рихтера

Крупнейшим зарегистрированным землетрясением в истории наблюдений считается Чилийское землетрясение 22 мая 1960 года, магнитуда которого оценивается в 9,5. Землетряс в Индийском океане 26 декабря 2004 года имело магнитуду около 9,1 и вызвало катастрофическое цунами. Землетряс в Японии 11 марта 2011 года достигло магнитуды 9,0 и привело к аварии на АЭС «Фукусима-1».

В России одним из наиболее сильных за историю наблюдений является Камчатское землетрясение 4 ноября 1952 года (магнитуда около 9,0), а также Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 года в Армении (магнитуда 6,8), унёсшее более 25 тысяч жизней.

Применение

Шкала Рихтера и производные от неё магнитудные шкалы используются сейсмологическими службами по всему миру для оперативной оценки силы землетрясений, определения зон риска, проектирования сейсмоустойчивых сооружений и организации гуманитарной помощи после стихийных бедствий. В России мониторинг сейсмической активности ведётся Институтом физики Земли РАН и региональными сейсмологическими центрами, в частности на Камчатке и в Средней Азии.

Интересные факты

Чарльз Рихтер лично не любил, когда его шкалу использовали для оценки силы землетрясений по ощущениям людей, подчёркивая, что магнитуда — величина инструментальная. Термин «магнитуда» был предложен Рихтером по совету Бено Гутенберга, который предложил избегать слова «интенсивность», так как оно уже использовалось в сейсмологии в другом смысле — для обозначения балльной шкалы, описывающей последствия землетрясения на поверхности.

Источники:

  • Рихтер Ч. Ф. Элементарная сейсмология / Пер. с англ. — М.: Иностранная литература, 1948.
  • Gutenberg B., Richter C. F. Seismicity of the Earth and Associated Phenomena. — Princeton University Press, 1954.
  • Hanks T. C., Kanamori H. A moment magnitude scale // Journal of Geophysical Research, 1979. — Vol. 84.
  • Солоненко В. П. Землетрясения и внутреннее строение Земли. — Новосибирск: Наука, 1990.
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru