Магнитуда землетрясений: шкала Рихтера и другие

Что такое магнитуда землетрясения?

Магнитуда землетрясения — это числовая мера энергии, выделяемой сейсмическим событием в его источнике. В отличие от интенсивности, которая описывает ощущение тряски в конкретном месте, магнитуда — единственное значение, описывающее внутренний размер землетрясения независимо от вашего местоположения.

Концепция была введена Чарльзом Рихтером в 1935 году, но сейсмологическое сообщество с тех пор разработало более точные и универсально применимые шкалы. Сегодня шкала моментной магнитуды (Mw) является глобальным стандартом, используемым USGS, GFZ, EMSC и всеми крупными сейсмологическими агентствами.

Шкала Рихтера: история и ограничения

Чарльз Рихтер разработал шкалу локальной магнитуды (ML) специально для землетрясений Южной Калифорнии, используя конкретную модель сейсмографа (торсионный сейсмометр Вуда-Андерсона). Шкала логарифмическая: каждый целый номер представляет десятикратное увеличение амплитуды движения грунта.

Шкала Рихтера хорошо работает для слабых и умеренных землетрясений (примерно M2–6,5) вблизи регистрирующей станции. Однако она даёт сбои для очень крупных землетрясений (выше M7), землетрясений далеко от Калифорнии и событий, зарегистрированных современными цифровыми приборами. Именно поэтому возникает «насыщение» шкалы Рихтера — очень крупные землетрясения могут выглядеть одинаково на шкале, хотя выделяют принципиально разное количество энергии.

Вопреки популярному использованию, профессиональные сейсмологи в значительной мере отказались от шкалы Рихтера. Когда в репортажах вы слышите «5,4 по шкале Рихтера», журналист почти наверняка имеет в виду моментную магнитуду или близкую к ней шкалу.

Моментная магнитуда (Mw): современный стандарт

Моментная магнитуда (Mw) была введена в 1979 году Томом Хэнксом и Хиро Канамори как замена шкале Рихтера. Она основана на сейсмическом моменте — мере общего выделения энергии, выведенной из площади разлома, величины скольжения и жёсткости породы.

В отличие от Рихтера, Mw точно работает для всех размеров и местоположений землетрясений. Чилийское землетрясение 1960 года (Mw 9,5), землетрясение в Индийском океане 2004 года (Mw 9,1) и землетрясение Тохоку 2011 года (Mw 9,0) — всё это точно охарактеризовано с помощью этой шкалы. USGS, JMA и все современные сейсмологические агентства сообщают Mw как основное измерение магнитуды.

Что означает каждый уровень магнитуды

Логарифмическая шкала: почему M8 не «вдвое» больше M4

Шкала магнитуды логарифмическая, то есть равные шаги представляют мультипликативные, а не аддитивные различия. Каждый целый шаг магнитуды означает:

• 10-кратное увеличение амплитуды движения грунта на стандартном расстоянии
• ~31,6-кратное увеличение выделяемой энергии (так как энергия масштабируется с амплитудой в степени 1,5)

Это означает, что M7,0 выделяет примерно в 31,6 раза больше энергии, чем M6,0, и примерно в 1000 раз больше, чем M5,0. Землетрясение в Индийском океане 2004 года (M9,1) выделило больше энергии, чем все землетрясения вместе взятые за предыдущее десятилетие.

Как Earthquake Globe отображает магнитуду

В приложении Earthquake Globe каждое событие на живом 3D-глобусе кодируется цветом и размером в зависимости от магнитуды:

• Зелёный: M1,0–2,9 (микро и слабые события)
• Янтарный: M3,0–4,9 (лёгкие — обычно ощущаются)
• Оранжевый: M5,0–6,9 (умеренные до сильных)
• Красный: M7,0+ (крупные и гигантские землетрясения)

Вы можете фильтровать события по порогу магнитуды в приложении. Оповещения о уведомлениях также можно настроить так, чтобы они срабатывали только выше выбранного порога магнитуды.