Магнитуда землетрясения (от лат. magnitudo – важность, значительность, крупность, величие) — величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды была предложена американским сейсмологом Чарльзом Рихтером в 1935 году, поэтому в обиходе значение магнитуды называют шкалой Рихтера.
Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении. Хотя шкала магнитуд в принципе не ограничена, существуют физические пределы величины выделившейся в земной коре энергии.
В шкале Рихтера использован логарифмический масштаб, поэтому каждое целое значение в масштабе указывает на землетрясение, в десять раз большее по мощности, чем предыдущее.
Землетрясение с магнитудой 6,0 по шкале Рихтера вызовет в 10 раз более сильное колебание грунта, чем землетрясение с магнитудой 5,0 по той же шкале. Магнитуда землетрясения и его полная энергия не являются одним и тем же. Энергия, выделяющаяся в очаге землетрясения, при увеличении магнитуды на единицу возрастает примерно в 30 раз.
Магнитуда землетрясения – это безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения, измеренных сейсмографом, и некоторого стандартного землетрясения.
Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине.
Магнитуда объёмных волн
Магнитуда по объёмным волнам вычисляется по формуле:
где A — амплитуда колебаний земли (в микрометрах), T — период волны (в секундах), и Q — поправка, зависящая от расстояния до эпицентра D и глубины очага землетрясения h.
Магнитуда поверхностных волн
Магнитуда по поверхностным волнам вычисляется по формуле:
где A — амплитуда колебаний земли (в микрометрах), T — период волны (в секундах), D — расстояния до эпицентра
Эти шкалы плохо работают для самых крупных землетрясений, так как при M ~ 8 наступает насыщение.
Шкала Канамори и Сейсмический момент
В 1977 году сейсмолог Хиро Канамори из Калифорнийского технологического института предложил принципиально иную оценку интенсивности землетрясений, основанную на понятии сейсмического момента.
Сейсмический момент землетрясения определяется из соотношения: , где
- μ — модуль сдвига горных пород, порядка 30 ГПа;
- S — площадь, на которой замечены геологические разломы;
- u — среднее смещение вдоль разломов.
В единицах СИ сейсмический момент имеет размерность Па × м² × м = Н × м.
Магнитуда по Канамори определяется как
где M0 — сейсмический момент, выраженный в дин × см (1 дина×см эквивалентна 1 эргу, или 10−7 Н×м).
Шкала Канамори хорошо согласуется с более ранними шкалами при и лучше подходит для оценки крупных землетрясений.
Частота землетрясений разной магнитуды.
За год на Земле происходит приблизительно:
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.
Сильнейшее зарегистрированное землетрясение произошло в Чили в 1960 году — по более поздним оценкам, магнитуда Канамори составляла 9,5.