В 1935 г. профессор Ч. Рихтер предложил оценивать энергию землетрясения магнитудой (от лат. величина).
Магнитуда землетрясений - условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясением. Магнитуда пропорциональна логарифму энергии землетрясений и позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии.
Значение магнитуды землетрясений определяется из наблюдений на сейсмических станциях. Колебания грунта, возникающие при землетрясениях, регистрируются специальными приборами - сейсмографами.
Результатом записи сейсмических колебаний является сейсмограмма , на которой записываются продольные и поперечные волны. Наблюдения над землетрясениями осуществляются сейсмической службой страны. Магнитуда М, интенсивность землетрясения в баллах и глубина очага Н связаны между собой (см. табл.1).
Сейсмологи используют несколько магнитудных шкал. В Японии используют шкалу из семи магнитуд. Именно из этой шкалы исходил Рихтер К. Ф., предлагая свою усовершенствованную 9-магнитудную шкалу. Шкала Рихтера - сейсмическая шкала магнитуд, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Магнитуда самых сильных землетрясений по шкале Рихтера не превышает 9.
Отражающий силу землетрясений “магнитудный” масштаб, который предложен американским сейсмологом Рихтером, соответствует амплитуде наибольшего горизонтального смещения, записанного стандартным сейсмографом на расстоянии 10 км от эпицентра (точки земной поверхности непосредственно над фокусом землетрясения). Изменение этого наибольшего горизонтального смещения в зависимости от расстояния и глубины фокуса землетрясения (глубины от поверхности земли до области зарождения землетрясения) определяют при помощи эмпирических таблиц и графиков. Определенные таким способом магнитуды связаны с энергией эмпирическим уравнением LogE = 11,4 + 1,5 М ,
где М-магнитуда, соответствующая амплитуде горизонтального смещения (Richter, 1958), и Е - суммарная энергия. В соответствии с этой зависимостью каждая последующая единица шкалы Рихтера означает, что высвободившаяся энергия в 31,6 раза больше той, которая соответствует предыдущей единице шкалы. Другие эмпирически установленные зависимости показывают, что при увеличении магнитуды на единицу высвобождается в 60 раз больше энергии. Следовательно, при землетрясении с магнитудой 2 высвобождается в 30-60 раз больше энергии, чем при землетрясении с магнитудой 1, а при землетрясении с магнитудой 8 высвободится энергия, которая в 8х10 5 -12х10 6 раз больше энергии, высвобождающейся при землетрясении с магнитудой 4.
На землетрясения с магнитудой 1 по шкале Рихтера обычно реагируют только чувствительные сейсмографы. Землетрясения с магнитудой 2 при подходящих условиях ощущаются людьми в районе эпицентра. При землетрясениях с магнитудой 4,5 (интенсивность VI-VII; см. табл. 6) разрушения отмечаются лишь в редких случаях. Для удобства сейсмологи говорят о землетрясениях с магнитудой 7 и выше по шкале Рихтера как о сильных землетрясениях (major earthquakes), причем землетрясения с магнитудой 8 и больше будут, очевидно, великими землетрясениями (great earthquakes).
Крупнейшими известными землетрясениями, согласно методу оценки Рихтера, были колумбийское землетрясение 1906 г. и ассамское землетрясение 1950 г. с магнитудой 8,6. Расчетная магнитуда аляскинского землетрясения 1964 г. была порядка 8,4-8,6. Интересно отметить, что фокус всех этих землетрясений, имевших магнитуду, по Рихтеру, свыше 8,0, располагался на небольшой глубине.
Магнитуда М, интенсивность землетрясения в баллах и глубина очага h связаны между собой (табл.1). Чем меньше глубина очага, тем больше интенсивность землетрясения в баллах при одних и тех же значениях магнитуды (выделении энергии в очаге.)
Примерное соотношение магнитуды М и балльности в зависимости от глубины очага h. (таблица 1).
Шкала магнитуд различает землетрясения по величине магнитуды, которая является относительной энергетической характеристикой землетрясения. Существует несколько магнитуд и соответственно магнитудных шкал: локальная магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по поверхностным волнам (Ms); магнитуда, определяемая по объемным волнам (mb); моментная магнитуда (Mw).
Наиболее популярной шкалой для оценки энергии землетрясений является локальная шкала магнитуд Рихтера. По этой шкале возрастанию магнитуды на единицу соответствует 32-кратное увеличение освобождённой сейсмической энергии. Землетрясение с магнитудой 2 едва ощутимо, тогда как магнитуда 7 отвечает нижней границе разрушительных землетрясений, охватывающих большие территории. Интенсивность землетрясений (не может быть оценена магнитудой) оценивается по тем повреждениям, которые они причиняют в населённых районах.
1. балл (незаметное) -отмечается только специальными приборами
2. балла (очень слабое) - ощущается только очень чуткими домашними животными и некоторыми людьми в верхних этажах зданий
3. балла (слабое) - ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика
4. балла (умеренное) - землетрясение отмечается многими людьми; возможно колебание окон и дверей;
5. баллов (довольно сильное) - качание висячих предметов, скрип полов, дребезжание стекол, осыпание побелки;
6. баллов (сильное) - легкое повреждение зданий: тонкие трещины в штукатурке, трещины в печах и т. п.;
7. баллов (очень сильное) - значительное повреждение зданий; трещины в штукатурке и отламывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах, повреждение дымовых труб; трещины в сырых грунтах;
8. баллов (разрушительное) - разрушения в зданиях: большие трещины в стенах, падение карнизов, дымовых труб. Оползни и трещины шириной до нескольких сантиметров на склонах гор;
9. баллов (опустошительное) - обвалы в некоторых зданиях, обрушение стен, перегородок, кровли. Обвалы, осыпи и оползни в горах. Скорость продвижения трещин может достигать 2 км/с;
10. баллов (уничтожающее) - обвалы во многих зданиях; в остальных - серьёзные повреждения. Трещины в грунте до 1 м шириной, обвалы, оползни. За счет завалов речных долин возникают озёра;
11. баллов (катастрофа) - многочисленные трещины на поверхности Земли, большие обвалы в горах. Общее разрушение зданий;
12. баллов (сильная катастрофа) - изменение рельефа в больших размерах. Огромные обвалы и оползни. Общее разрушение зданий и сооружений.
8. Просадочность лёссовых пород обусловлена особенностями их состава, состояния и строения. Здесь в первую очередь наиболее важными являются следующие пять позиций: 1) лёссовые породы представляют собой структурированные песчано-глинисто-пылеватые дисперсные системы с резким преобладанием пылеватых частиц и обладают малой гидрофильностью, что обусловливает отсутствие или очень малую величину потенциального их набухания при увлажнении; 2) лёссовые породы характеризуются низкими значениями плотности скелета и высокой пористостью (42-55% и даже несколько выше), причем среди пор преобладают поры открытые; 3) эти породы до момента замачивания обладают низкой природной (естественной) влажностью и соответственно твердой или полутвердой консистенцией; 4) в лёссовых породах в различных, нередко больших количествах (до 10% и более) присутствуют карбонаты и водно-растворимые соли, которые в условиях невысокой природной влажности обусловливают структуру переходного (коагуляционно-цементационного) типа с высокой прочностью структурных связей и всего грунта в целом; 5) прочность такой структуры в лёссовых породах резко по величине и быстро во времени падает при водонасыщении (вплоть до практически моментального размокания небольших образцов, помещенных в спокойную воду).
Наличие и величина просадочности лёссовых пород четко отображаются на компрессионной кривой, которая обычно строится в координатах коэффициент пористости (е) - давление (Р). Эта кривая для просадочных разностей грунтов имеет очень характерную форму, обусловленную резким, скачкообразным уменьшением коэффициента просадочности под действующим давлением при замачивании. На этом графике отрезок отображает характер уплотнения природного грунта с низкой величиной естественной влажности под нагрузкой; участок соответствует реализации просадочных свойств - просадке грунта при замачивании при данном давлении, а отрезок - уплотнению просевшего увлажненного или водонасыщенного грунта при возрастании действующего давления.
В настоящее время применяют комплекс методов. Это связанно с многообразием свойств лессовых грунтов. Ни один из методов не может читаться универсальным. Современные способы строительства на лессовых грунтах позволяют успешно противодействовать возникновению просадочных явлений, особенно в грунтах I типа (просадка от собственного веса грунта отсутствует или не превышает 5см), наибольший эффект борьбы с просадочностью достигается при комбинировании 2-3 различных мероприятий.
Выбор мероприятий производится на основе технико-экономического анализа, в число которых входят:
1. тип грунтовых условий;
2. мощность просадочных грунтов и величина просадки;
3. конструктивные особенности зданий и сооружений.
Все методы подразделяются на три группы:
1. водозащитные;
2. конструктивные;
3. устраняющие просадочные свойства грунтов.
Водозащитные мероприятия предусматривают планировку строительных площадок для отвода поверхностных вод, гидроизоляцию поверхности земли, предохранение зданий от утечек воды из водопроводов, устройство водонепроницаемых полов, покрытий, отмосток.
Конструктивные мероприятия рассчитаны на приспособление объектов к возможным неравномерным осадкам, повышение жесткости стен и прочности стыков, армирование зданий поясами, применение свайных, а также уширенных фундаментов, передающих давление на грунт меньше, чем Р нач.
Наибольшее число методов связано с преобразованием лессовых просадочных оснований. Их подразделяют на 2 группы:
1. улучшение грунтов с применением механических методов;
2. физико-химические способы улучшения.
Механические методы преобразуют грунты либо с поверхности, либо в глубине толщ. Поверхностное уплотнение производят трамбовкой, послойной укаткой, вибрацией, замачиванием грунта под своим весом или весом сооружения. В глубине толщ уплотнение грунтов производят с помощью грунтовых свай (песчаных, известняковых), взрывов в скважинах, замачиванием через скважины с последующим взрывом под водой. Находят применение также песчаные и грунтовые подушки, грунтоцементные опоры.
К физико-химическим способам относят:
- обжиг грунтов через скважины;
- силикатизация;
- пропитка цементным и глинистым растворами;
- обработка различными солями;
- укрепление грунтов органическими веществами.
9. Процессы и формы рельефа, связанные с работой ветра, названы эоловыми в честь древнегреческого бога Эола, повелителя ветров. Эти процессы включают:вынос ветром результатов выветривания;обтачивание, выдалбливание поверхности горных пород твердыми частицами, приносимыми ветром;перенос эолового материала и его аккумуляция.
Процессы эти происходят везде, где есть незакрепленные рыхлые отложения, например, на песчаных берегах рек, но ярче всего работа ветра видна в пустынях - районах, отличающихся сухостью воздуха и отсутствием растительности. Горные породы там быстро разрушаются из-за сильных колебаний температуры (физическое выветривание). Ветер действует совместно с выветриванием, выносит его продукты и очищает поверхность для дальнейшего разрушения. В некоторых местах поверхность пустыни покрыта слоем крупных обломков, оставшихся на месте после выдувания мелких частиц. Этот слой предохраняет породы от дальнейшего разрушения.
10. Речной эрозией называется постепенное разрушение рекой своего русла за счет размывания как берегов (боковая эрозия), так и ложа русла (глубинная эрозия). Речная эрозия - постоянный процесс, интенсивность которого зависит от прочности окружающих горных пород и интенсивности речного потока. Интенсивность речной эрозии достаточно сильно меняется в зависимости от гидрологических сезонов.
В горных реках, где прочность пород берегов и ложа примерно одинакова, преобладающее влияние имеет глубинная эрозия, приводящая к «пропиливанию» горных пород. Глубина эрозии в таких случаях может составлять многие сотни метров. В дальнейшем, подмывая высокие крутые берега за счет боковой эрозии, река создает условия для формирования крупных обвалов. Эти обвалы могут перекрывать русло реки, формируя горное озеро. Опасные последствия такого процесса описаны выше.
Наибольшую экономическую опасность представляет боковая речная эрозия, приводящая к заметным изменениям речных берегов. Особенно заметна боковая речная эрозия, если берега реки сложены рыхлыми, легко размывающимися породами. Экономические ущербы от боковой речной эрозии особенно заметны в населенных пунктах. Иногда интенсивная боковая эрозия приводит к образованию отмелей ниже по течению реки. В этом случае экономический ущерб наносится судоходству.
Распространённые заблуждения
- Магнитуда характеризует землетрясение как цельное, глобальное событие и не является показателем интенсивности землетрясения , ощущаемой в конкретной точке на поверхности Земли. Интенсивность землетрясения, измеряемая в баллах, не только сильно зависит от расстояния до очага; в зависимости от глубины центра и типа горных пород сила землетрясений с одинаковой магнитудой может различаться на 2-3 балла.
- Магнитуда - безразмерная величина, она не измеряется в баллах .
- Правильное употребление : «землетрясение с магнитудой 6.0 », «землетрясение силой в 5 магнитуд по шкале Рихтера »
- Неправильное употребление : «землетрясение с магнитудой 6 баллов », «землетрясение силой 6 баллов по шкале Рихтера ».
Шкала Рихтера
Сейсмическая энергия, выделяемая при ядерном взрыве мощностью 1 мегатонна , эквивалентна землетрясению с магнитудой около 6,0. Стоит заметить, что только небольшая часть энергии взрыва преобразуется в сейсмические колебания.
Частота землетрясений разной магнитуды
См. также
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Шкала Рихтера" в других словарях:
ШКАЛА РИХТЕРА, классификация силы землетрясений, созданная и представленная в 1935 г. американским геологом Чарльзом Рихтером (1900 1985). Шкала основана на принципе логарифма: каждое деление увеличивается в 10 раз, и его основанием является… …
шкала Рихтера - Шкала, градуированная в арабских цифрах от 0 до 10, используемая для измерения силы землетрясения стандартным сейсмографом в 100 км от его эпицентра … Словарь по географии
шкала Рихтера - Магнитуды землетрясения, базируется на амплитуде наиболее удалённого следа, регистрируемого сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN … Справочник технического переводчика
ШКАЛА РИХТЕРА - В управлении ущербом: классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. В шкале использован логарифмический масштаб, так что каждое целое значение в масштабе указывает на… … Страхование и управление риском. Терминологический словарь
Шкала Рихтера - классификация землетрясений по магнитудам - Шкала Рихтера классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Шкала была предложена в 1935 году американским сейсмологом Чарльзом Рихтером (1900‑1985), теоретически… … Энциклопедия ньюсмейкеров
РИХТЕРА ШКАЛА, см. ШКАЛА РИХТЕРА … Научно-технический энциклопедический словарь
Шкала для оценки интенсивности землетрясения на поверхности Земли. Ш.с. бывает двух видов: основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях (шкала Рихтера) и оценке интенсивности проявления землетрясения на… … Словарь черезвычайных ситуаций
ШКАЛА МЕРКАЛЛИ, шкала из 12 делений, используемая для измерения силы землетрясений. Названа в честь итальянского сейсмолога Джузеппе Меркалли (1850 1914). Основывается на ущербе, причиненном в каждой точке, и изменяется от места к месту. Масштабы … Научно-технический энциклопедический словарь
Магнитуда землетрясения величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды была предложена Рихтером в 1935, поэтому в обиходе значение магнитуды ошибочно называют шкалой… … Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Шкала (значения). Шкала это знаковая система, для которой задано гомоморфное отображение, ставящее в соответствие реальным объектам тот или иной элемент шкалы. Формально шкалой называют кортеж,… … Википедия
Книги
- Шкала Рихтера , Евгений Стаховский. "Эффект Стаховского" – эмоциональная реакция, чувство удовлетворения, испытываемые от получения новых знаний, практическая польза от которых не очевидна. На этот раз речь идет обо всем… аудиокнига
Шкала Рихтера была придумана для определения силы земных колебаний. Иными словами она поможет нам устанавливать мощность землетрясений. Система эта- международная. Придумал ее итальянец Меркалли. Кем же был Рихтер и почему все лавры достались ему?
История шкалы Рихтера
Шкала землетрясения Рихтера разработана в тридцатых годах двадцатого века. Система Меркалли была не только переименована, но и доделана. Итальянец вял за основу 12-бальную шкалу. Минимальные толчки равнялись единице.
Сильными считались землетрясения от 6-ти баллов. Не все государства были с этим согласны. , к примеру, применяли 10-ти бальную, а в Японии на 7-бальную шкалы. Но в век глобализации всё изменилось.
Нужен был общий стандарт, а данные всех сейсмографов были расшифрованы в любой точке на Земле. Тут-то за дело и взялся Чарльз Рихтер. Американец стал применять десятичный логарифм.
Измерение амплитуды колебаний было прямо пропорционально изменению иглы на сейсмографе. Рихтер также внес поправки в зависимости от удаления местности от эпицентра землетрясения.
Шкала магнитуд Рихтера была официально зарегистрирована в 1935-ом. Мир стал ориентироваться не только на 10 баллов, но и на разницу в десять баллов между соседними отметками линейки.
2-бальное землетрясение считается в 10 раз сильнее 1-бального, а 3-бальные толчки в 10 раз мощнее 2-бальных, и так далее. Но, как определять силу толчков? Как узнать и определить, что подвижки земной коры именно 3-х, 7-ми, 9-бальные?
Шкала Рихтера - баллы в визуальных и физических проявлениях
Баллы помогут нам измерить частоту поверхностных толчков. Их мощность в недрах Земли, где произошёл разлом, больше. Часть энергии уходит по пути к твердой коре планеты. Значит, мощность тем больше, чем ближе к поверхности очаг. Один балл люди не ощущают.
Два балла почувствуют лишь жители верхних этажей высоток, ощущая слабые колебания. При трёх баллах качаются люстры. Ощутимые сотрясения внутри зданий, даже не больших, — это четыре балла.
А пяти-бальные землетрясения ощутимы уже не только в домах, но и на улицах. При шести баллах могут потрескаться стекла, движется мебель, посуда. Трудно держаться на ногах становится во время семи-бального землетрясения. По кирпичным стенам расходятся трещины, могут быть разрушены лестничные пролеты, на дорогах случаются оползни.
При восьми баллах здания могут разрушаться, а так же, рваться коммуникации, которые расположены под землей. Девяти-бальные толчки приводят к волнениям на воде, могут вызвать, цунами. Почва идет трещинами.
Сминает же и ломает её во время 10-бальных землетрясений. Одиннадцать баллов … Стоп. Ведь шкала Рихтера заканчивается на десятке. В том-то и дело. Пробелы в знаниях людей привели к смешиванию систем Меркалли и Рихтера.
Поверхностную интенсивность толчков в баллах измеряли по итальянской шкале. Она, как видно, не исчезла, а неофициально присоединилась к американской. У Меркалли присутствует и 11, и 12 баллов.
При 11-ти кирпичные здания разрушатся до основания, от дорог тоже остается лишь воспоминание. 12 баллов - это катастрофическое землетрясение, меняющее рельеф земли. Трещины в ней достигают вширь 10-15 метров.
О чем же нам говорят отметки истинной шкалы Рихтера. Она основана на магнитуде, которую не учитывал Меркалли. Магнитуда замеряет энергию, выделившуюся при подвижках в земных недрах. Рассматривают не внешние проявления землетрясения, а их внутренняя суть.
Шкала Рихтера — таблица магнитуд
Если определять баллы возможно, наблюдая за изменениями на поверхности планеты, то магнитуду измеряют только по показаниям сейсмографов. В расчете за основу берут тип волн некоего типичного, среднего землетрясения.
Показатель ставится в логарифм с максимальной амплитудой конкретных сотрясений. Магнитуда пропорциональна этому логарифму.
Сила выбрасываемой при землетрясении энергии зависит от размеров его очага, то есть длины и ширины разлома в породах. Типичные толчки по Рихтеру могут измеряться не только целыми, но и дробными .
Так, магнитуда 4,5 приводит к малым разрушениям. Параметры разлома - лишь несколько метров по вертикали и в длину. Очаг в несколько километров, как правило, дает землетрясения с магнитудой 6.
Разлом в сотни километров - магнитуда 8,5. В шкале Рихтера есть и десятка. Но, это, так сказать, нереальный предел. На Земле не происходило землетрясений с магнитудой выше 9-ти. Видимо, и не произойдет.
Для 10-ой магнитуды нужна глубина разлома более 100 километров. Но, на такой глубине земля уже не твердая, вещество превращается в жидкость - мантию планеты. Протяженность очага, тянущего на десятку, должна превысить 1000 километров. Но, подобные разломы ученым не известны.
Не встречаются, точнее, не фиксируются приборами и землетрясения с магнитудой 1. Самые слабые толчки, ощущаемые и сейсмографами, и людьми - 2 балла. Да, показатели магнитуды иногда тоже именуют баллами. Но, правильнее, произносить лишь цифру, дабы не произошло путаницы со шкалой Меркалли.
Существует примерное соотношение бальности землетрясения с его магнитудой. При этом, важно учитывать глубину залегания очага толчков. Проще всего соотнести показатели, глядя на таблицу.
| Километры | Магнитуда | |||
| 5 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 10 | 7 | 8-9 | 10 | 11-12 |
| 20 | 6 | 7-8 | 9 | 10-11 |
| 40 | 5 | 6-7 | 8 | 9-10 |
Из таблицы видно, что одна и та же магнитуда может приводить к разным разрушениям в зависимости от глубины залегания очага. Есть и другие основания судить, каким будет землетрясение в баллах ? Баллы по шкале Рихтера зависят еще и от сейсмоустойчивости зданий в районе подземных толчков, характера почвы.
В крепких строениях сила землетрясения воспринимается иначе, чем в домах, возведенных без учета возможных подвижек земной коры. Чарльз Рихтер говорил об этом еще в 1930-ых.
Ученый не просто создал международную шкалу, но и всю жизнь боролся за разумное строительство, с учетом всех рисков конкретной местности. Именно благодаря Рихтеру многие страны ужесточили нормы возведения зданий.
