مقیاس بزرگی ریشتر

مقیاس ریشتر (Richter magnitude scale) مقیاسی برای اندازه‌گیری بزرگی زمین‌لرزه است که میزان انرژی آزاد شده در کانون زمین‌لرزه را نشان می‌دهد. مقیاس ریشتر بین ۱ تا ۱۰ است. زلزله مقیاس ۱ را که اصلاً هیچ‌کس احساس نمی‌کند و مقیاس ۱۰ که می‌تواند آن منطقه را نابود کند.

از این مقیاس دیگر برای بیان بزرگی زمین‌لرزه استفاده نمی‌شود.[۱] ریشتر برای متخصصان زلزله‌شناس حذف نشده‌است، بلکه تنها یک معیار از معیارهای سنجش زلزله است که بزرگی محلی زلزله را به صورت الگوریتم بیشترین دامنه ثبت شده روی زلزله نگار برحسب میکرون نسبت به دامنه استاندارد و برای فاصله ۱۰۰ کیلومتری از سرچشمه زلزله تعریف می‌کند.[۲]

پیدایشویرایش

در سال ۱۹۳۵ جهت تعیین انرژی آزاد شده توسط هر زمین‌لرزه، معادله‌ای توسط چارلز فرانسیس ریشتر[۱] و بنو گوتنبرگ ارائه شد که میزان انرژی آزاد شده در کانون زمین‌لرزه را بر اساس لگاریتم بیشترین مقدار جابه‌جایی افقی ثبت شده توسط لرزه‌سنج مشخص می‌کرد.

 
چارلز فرانسیس ریشتر (۱۹۰۰–۱۹۸۵)

معادلهویرایش

در این روش دامنه حرکات زمین در فاصله ۱۰۰ کیلومتری محل وقوع زمین‌لرزه توسط دستگاه لرزه‌سنج وود-اندرسون ثبت می‌شود؛ بنابراین بزرگای محلی ریشتر به صورت لگاریتم مبنای ۱۰ دامنه لرزه‌سنج در فاصله ۱۰۰ کیلومتری تعریف می‌شود. اگر بزرگی زمین‌لرزه‌ای M در مقیاس ریشتر باشد. انرژی آزاد شده آن زمین‌لرزه E در یکای اِرگ خواهد بود:

LogE = 11.8 + 1.5M

معادله بالا نشان می‌دهد که اضافه شدن هر یک درجه به بزرگی زمین‌لرزه، انرژی آزاد شده آن تقریباً ۱٫۵^۱۰ یا ۳۱٫۶ برابر بیشتر می‌شود. انرژی یک زمین‌لرزه ۸ ریشتری برابر با انرژی انفجار یک میلیارد تن تی‌اِن‌تی (تری‌نیتروتولوئن) برآورد شده‌است.[۳]

به عبارتی می‌توان توان ۰٫۵ عدد۱۰۰۰ را برای هر بزرگی نسبت به عدد کمتر در نظر گرفت. برای نمونه: انرژی آزاد شده ۷ ریشتری * رادیکال ۱۰۰۰ = انرژی آزاد شده ۸ ریشتری

زمین‌لرزه‌های با ابعاد کمتر از ۴ ریشتر، بارها در طول سال اتفاق می‌افتند. اما توسط انسان حس نمی‌شوند و خطری نیز به همراه ندارند.[نیازمند منبع] در مقابل، زمین‌لرزه‌های با ابعاد بالای ۷ ریشتر چندان شایع نیستند و با افزایش شدت زمین‌لرزه، اثر تخریبی آن نیز افزایش می‌یابد.

ایرادها و راه حلویرایش

میزان انرژی رسیده به هر نقطه از سطح زمین علاوه بر میزان انرژی آزادشده در کانون زمین‌لرزه یه مجموعه عواملی نظیر عمق زمین‌لرزه (فاصله کانون زمین‌لرزه از مرکز روزمینی زمین‌لرزه)، جنس خاک و … بستگی دارد. به بیان دیگر ریشتر تنها از روی دامنه بلندترین موج لرزه‌ها، بزرگی زمین‌لرزه را محاسبه می‌کند و هیچ مشخصه فیزیکی اساسی دیگری از امواج زمین‌لرزه برای محاسبه در نظر گرفته نمی‌شد. ایرادی که خود ریشتر نیز به آن اذعان داشت.[۱]

این دو پژوهشگر، معادله ریشتر را با بررسی گسل‌های منطقه جنوب ایالت کالیفرنیا ارائه کرده بودند. با بیشتر شدن ایستگاه‌های لرزه‌نگاری در جهان مشخص شد که مقیاس ریشتر تنها برای زمین لرزه‌هایی با فرکانس مشخص و در جغرافیایی با فواصل محدود کاربرد دارد.[۱]

در نتیجه ریشتر مقیاس کاملی برای توصیف همه‌جانبه زمین‌لرزه نیست. از همین رو خسارت‌های وارده در زمین‌لرزه‌های دارای درجه یکسان، ممکن است بسیار متفاوت باشد و پرسش و بیان مقاومت ساختمان‌ها در برابر زمین‌لرزه با بزرگی خاصی در مقیاس ریشتر از نظر فنی بی‌معناست.

برای حل مشکل سنجش برزگی زمین‌لرزه، در سال ۱۹۷۰ سازمان زمین‌شناسی آمریکا، یکای مقیاس بزرگای گشتاوری را ارائه کرد. نتایج این یکا برای زلزله‌های متوسط (با بزرگای گشتاوری تقریباً ۵) مشابه ریشتر است. اما برای زلزله‌های بزرگ‌تر از ۵ بزرگای گشتاوری، مقیاس بزرگای گشتاوری بسیار دقیق‌تر است.[۱]

مقیاس مقدار تخریبویرایش

در دانش و مهندسی لرزه‌شناسی معیارهای دیگری برای بیان سایر خصوصیات زمین‌لرزه وجود دارد. برای بیان مقدار شدت (قدرت تخریب) زمین‌لرزه از مقیاس شدت مرکالی استفاده می‌شود.[۱][۴]

توجه شود که بزرگی زمین‌لرزه همیشه با شدت (قدرت تخریب) زمین‌لرزه رابطه مستقیم ندارد؛ مثلاً در زمین‌لرزه ۲۰۱۰ شیلی با بزرگای گشتاوری ۸٫۸، ۷۰۸ نفر کشته شدند. در حالی که در همان سال در زمین‌لرزه ۲۰۱۰ هائیتی به بزرگای گشتاوری ۷ بیش از ۲۰۰ هزار نفر کشته شدند.[۱]

بررسی مقیاس ریشترویرایش

اندازه شرح حداکثر مقیاس شدت مرکالی اصلاح‌شده[۵] میانگین اثرات زلزله میانگین فراوانی وقوع در سطح جهانی (تخمین زده شده)
۱٫۰–۱٫۹ میکرو I ریززلزله‌هایی که احساس نمی‌شوند یا به ندرت احساس می‌شوند، اما توسط لرزه‌نگارها ثبت می‌شوند.[۶] به صورت پیوسته/چند میلیون بار در سال رخ می‌دهد.
۲٫۰–۲٫۹ کوچک I ممکن است برخی افراد آن را احساس کنند، اما به ساخنمان‌ها آسیبی نمی‌رساند. بیش از یک میلیون بار در سال رخ می‌دهد.
۳٫۰–۳٫۹ II تا III اغلب توسط مردم احساس می‌شود، اما به ندرت باعث آسیب می‌شود. تکان خوردن و جابه‌جایی اجسام داخل خانه می‌تواند قابل توجه باشد. بیش از ۱۰۰۰۰۰ بار در یک سال.
۴٫۰–۴٫۹ محسوس IV تا V لرزش محسوس اجسام داخل ساختمان، توسط اکثر افراد در منطقه احساس می‌شود. ممکن است افراد ساکن مناطق اطراف نیز آن را احساس کنند. به‌طور کلی باعث آسیب حداقلی می‌شود. خسارات حد متوسط تا حد زیاد بسیار بعید است. برخی از اشیاء ممکن است از قفسه‌ها بیفتند یا بر زمین کوبیده شوند. ۱۰۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ بار در هر سال.
۵٫۰–۵٫۹ متوسط VI تا VII می‌تواند باعث آسیب با شدت‌های مختلف به ساختمان‌های ضعیف شود و بصورت بسیار کم یا هیچ، به تمام ساختمان‌های دیگر آسیب وارد می‌شود. توسط همه احساس می‌شود. ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ بار در هر سال.
۶٫۰–۶٫۹ قوی VII تا IX آسیب به تعداد متوسطی از سازه‌های خوش ساخت در مناطق پرجمعیت. سازه‌های مقاوم در برابر زلزله با آسیب‌های جزئی تا متوسط باقی می‌مانند. سازه‌های با طراحی ضعیف آسیب متوسط تا شدید می‌بینند. زلزله در مناطق وسیع‌تری (تا صدها کیلومتر از کانون زلزله) احساس می‌شود. لرزش شدید تا حد بسیار شدید در ناحیه مرکزی. ۱۰۰ تا ۱۵۰ بار در هر سال.
۷٫۰–۷٫۹ بزرگ VIII یا بیشتر باعث آسیب به اکثر ساختمان‌ها می‌شود، برخی از آن‌ها به‌طور جزئی یا کامل فرو می‌ریزد یا آسیب شدیدی می‌بیند. سازه‌هایی که به خوبی طراحی شده‌اند احتمالاً آسیب خواهند دید. در فواصل بسیار دور از مرکز زلزله (عمدتاً به ۲۵۰ کیلومتری) خسارت عمده‌ای رخ خواهد داد. ۱۰ تا ۲۰ بار در هر سال.
۸٫۰–۸٫۹ بسیار بزرگ آسیب‌های عمده به ساختمان‌ها وارد می‌شود و سازه‌ها احتمالاً تخریب می‌شوند. به ساختمان‌های مقاوم یا مقاوم در برابر زلزله آسیب متوسط تا سنگین وارد می‌شود. آسیب‌ها در مناطق وسیعی رخ خواهند داد و به‌صورت وسیع، مناطق اطراف را نیز تحت تأثیر قرار خواهد داد. ۱ بار در هر سال.
۹٫۰ و بزرگ‌تر در آن زمان ویرانی کامل رخ خواهد داد، مانند آسیب شدید یا فروریختن تمام ساختمان‌ها. آسیب و لرزش شدید به مکان‌های دور گسترش می‌یابد. تغییرات دائمی در توپوگرافی زمین رخ خواهد. یکبار در هر ۱۰ تا ۵۰ سال.

جستارهای وابستهویرایش

پانویسویرایش

  1. ۱٫۰ ۱٫۱ ۱٫۲ ۱٫۳ ۱٫۴ ۱٫۵ ۱٫۶ سولماز مهاجر-پژوهشگر زمین‌شناسی، دانشگاه توبینگن آلمان (۶ بهمن ۱۳۹۶). «چرا دیگر برای اندازه‌گیری زلزله از ریشتر استفاده نمی‌کنند؟». بی‌بی‌سی فارسی.
  2. «بزرگا جانشین ریشتر/ معیار سنجش زلزله‌ها تغییر کرده‌است». قدیری نیوز. ۱۱ آذر ۱۴۰۰. دریافت‌شده در ۱۱ آذر ۱۴۰۰.
  3. «مقیاس ریشتر». دریافت‌شده در ۱۹ ژوئن ۲۰۰۷.
  4. محمدرضا محمدی‌فر، فرهنگ یکاهای اندازه‌گیری، مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران
  5. "Magnitude / Intensity Comparison". Archived from the original on 2011-06-23.
  6. این همان چیزی است که ریشتر در زلزله‌شناسی ابتدایی خود (در سال ۱۹۵۸) نوشت، نظری که پس از آن به وفور در آغازگرهای علمی زمین بازتولید شد. شواهد اخیر نشان می‌دهد که زمین لرزه‌هایی با بزرگی منفی (تا ۰٫۷-) را نیز می‌توان در موارد استثنایی احساس کرد، به خصوص زمانی که کانون بسیار کم عمق (چند صد متر) باشد. نگاه کنید به: Thouvenot, F. Bouchon, M. (2008). "What is the lowest magnitude threshold at which an earthquake can be felt or heard, or objects thrown into the air?," in Fréchet, J. , Meghraoui, M. & Stucchi, M. (eds), Modern Approaches in Solid Earth Sciences (vol. 2), Historical Seismology: Interdisciplinary Studies of Past and Recent Earthquakes, Springer, Dordrecht, 313–326.

پیوند به بیرونویرایش