Undele seismice sunt vibrațiile din cutremure care călătoresc pe Pământ; ele sunt înregistrate pe instrumente numite seismografe. Seismografele înregistrează o urmă în zig-zag care arată amplitudinea variabilă a oscilațiilor solului sub instrument. Seismografii sensibili, care măresc foarte mult aceste mișcări la sol, pot detecta cutremure puternice din surse oriunde în lume. Ora, locațiile și amploarea unui an cutremur poate fi determinată din datele înregistrate de stațiile de seismograf.
Mărimea Richter scară a fost dezvoltat în 1935 de Charles F. Richter al Institutului de Tehnologie din California, ca dispozitiv matematic pentru a compara dimensiunea cutremurelor. Mărimea unui cutremur este determinată din logaritmul amplitudinii undelor înregistrate de seismografii. Sunt incluse ajustări pentru variația distanței dintre diferitele seismografe și epicentrul cutremurelor. Pe scara Richter, mărimea este exprimată în numere întregi și fracții zecimale. De exemplu, o magnitudine 5.3 ar putea fi calculată pentru un cutremur moderat, iar un cutremur puternic ar putea fi evaluat ca magnitudine 6.3. Datorită bazei logaritmice a scării, fiecare creștere a mărimii întregi reprezintă o creștere de zece ori a măsurată amplitudine; ca estimare a energiei, fiecare etapă de număr întreg în scala de mărime corespunde eliberării de aproximativ 31 de ori mai multă energie decât cantitatea asociată valorii întregi precedente.
La început, scara Richter ar putea fi aplicată numai înregistrărilor din instrumente de fabricație identică. Acum, instrumentele sunt atent calibrate unul față de celălalt. Astfel, mărimea poate fi calculată din înregistrarea oricărui seismograf calibrat.
Cutremurele cu o magnitudine de aproximativ 2,0 sau mai puțin se numesc, de obicei, microerticole; ele nu sunt simțite în mod obișnuit de oameni și sunt înregistrate în general numai pe seismografele locale. Evenimentele cu magnitudini de aproximativ 4,5 sau mai mari - există câteva mii de astfel de șocuri anual - sunt suficient de puternice pentru a fi înregistrate de seismografele sensibile din întreaga lume. Marile cutremure, precum cutremurul din Vinerea Mare din 1964, din Alaska, au magnitudini de 8,0 sau mai mari. În medie, un cutremur de o asemenea dimensiune are loc undeva în lume în fiecare an. Scala Richter nu are o limită superioară. Recent, a fost creată o altă scară numită scala de mărime a momentului pentru studiul mai precis al marilor cutremure.
Scala Richter nu este utilizată pentru a exprima daune. Un cutremur într-o zonă dens populată, care duce la numeroase decese și pagube considerabile au aceeași amploare ca un șoc într-o zonă îndepărtată care nu face altceva decât să înspăimânte viata salbatica. Cutremurele de mare amploare care se petrec sub oceane pot să nu fie simțite chiar de oameni.
Interviu NEIS
Următoarea este o transcriere a unui interviu NEIS cu Charles Richter:
Cum te-ai interesat de seismologie?
CHARLES RICHTER: A fost într-adevăr un accident fericit. La Caltech, lucram la doctoratul meu. în fizică teoretică sub dr. Robert Millikan. Într-o zi m-a sunat în biroul său și mi-a spus că Laboratorul Seismologic caută un fizician; aceasta nu era linia mea, dar eram deloc interesat? Am vorbit cu Harry Wood care era responsabil de laborator; și, ca urmare, am alăturat personalului său în 1927.
Care au fost originile scării magnitudinii instrumentale?
CHARLES RICHTER: Când m-am alăturat personalului domnului Wood, m-am angajat în principal la lucrările de rutină de măsurare seismograme și localizarea cutremurelor, astfel încât un catalog ar putea fi creat de epicentre și perioade de apariţie. De altfel, seismologia datorează o datorie în mare măsură necunoscută eforturilor persistente ale lui Harry O. Lemn pentru realizarea programului seismologic din sudul Californiei. La acea vreme, domnul Wood colabora cu Maxwell Alien la o revizuire istorică a cutremurelor din California. Înregistram pe șapte posturi cu distanță mare, toate cu sismografe de torsiune Wood-Anderson.
Ce modificări au fost implicate în aplicarea scării la cutremurele mondiale?
CHARLES RICHTER: Ai subliniat pe bună dreptate că scara de mărime originală pe care am publicat-o în 1935 a fost înființat doar pentru sudul Californiei și pentru tipurile particulare de seismografe utilizate Acolo. Extinderea scalei la cutremurele mondiale și înregistrările pe alte instrumente a fost începută în 1936 în colaborare cu Dr. Gutenberg. Aceasta a implicat utilizarea amplitudinilor raportate ale undelor de suprafață cu perioade de aproximativ 20 de secunde. De altfel, desemnarea obișnuită a scării de mărime pe numele meu nu face mai mult decât dreptate un rol important pe care dr. Gutenberg l-a jucat în extinderea scării pentru a se aplica la cutremure în toate părțile lume.
Mulți oameni au impresia greșită că mărimea Richter se bazează pe o scară de 10.
CHARLES RICHTER: În mod repetat, trebuie să corectez această credință. Într-un anumit sens, mărimea implică pași de 10, deoarece fiecare creștere a unei mărimi reprezintă o amplificare de zece ori a mișcării la sol. Dar nu există o scară de 10 în sensul unei limite superioare, așa cum există pentru scale de intensitate; într-adevăr, mă bucur să văd presa acum referindu-se la scara deschisă Richter. Numerele de magnitudine reprezintă pur și simplu măsurarea dintr-o înregistrare a seismografului - logaritmic pentru a fi sigur, dar fără tavan implicit. Cele mai mari mărimi atribuite până acum la cutremurele reale sunt de aproximativ 9, dar aceasta este o limitare pe Pământ, nu în scara.
Există o altă neînțelegere comună conform căreia scara magnitudinii este ea însăși un fel de instrument sau aparat. Vizitatorii vor cere frecvent „să vadă scala”. Sunt dezamăgiți de faptul că sunt referiți la tabele și diagrame care sunt utilizate pentru aplicarea scării la citirile luate din seismograme.
Fără îndoială, de multe ori sunteți întrebați despre diferența dintre magnitudine și intensitate.
CHARLES RICHTER: Asta provoacă, de asemenea, o mare confuzie în rândul publicului. Îmi place să folosesc analogia cu transmisiile radio. Se aplică în seismologie, deoarece seismografele, sau receptoarele, înregistrează undele perturbării elastice sau undele radio, care sunt radiate de la sursa de cutremur sau de la stația de emisie. Mărimea poate fi comparată cu puterea de putere în kilowati a unei stații de difuzare. Intensitatea locală pe scala Mercalli este apoi comparabilă cu puterea semnalului pe un receptor dintr-o anumită localitate; de fapt, calitatea semnalului. Intensitatea precum puterea semnalului va scădea, în general, cu distanța de la sursă, deși depinde și de condițiile locale și de calea de la sursă la punct.
Recent a existat interes în reevaluarea a ceea ce se înțelege prin „dimensiunea unui cutremur”.
CHARLES RICHTER: Rafinarea este inevitabilă în știință atunci când ați făcut măsurători ale unui fenomen pentru o perioadă lungă de timp. Intenția noastră inițială a fost definirea magnitudinii strict în ceea ce privește observațiile instrumentale. Dacă cineva introduce conceptul de „energie a unui cutremur”, atunci aceasta este o cantitate derivată teoretic. Dacă ipotezele utilizate pentru calcularea energiei sunt schimbate, atunci acest lucru afectează grav rezultatul final, chiar dacă s-ar putea utiliza același corp de date. Prin urmare, am încercat să păstrăm interpretarea „mărimii cutremurului” cât mai strâns legată de observațiile actuale ale instrumentelor implicate. Desigur, ceea ce a apărut a fost că scala de mărime presupunea că toate cutremurele sunt deopotrivă, cu excepția unui factor de scalare constant. Și acest lucru s-a dovedit a fi mai aproape de adevăr decât ne așteptam.