Демистификация землетрясений: наука, лежащая в основе измерения интенсивности

Как измеряется интенсивность землетрясений?

Землетрясения – это природные явления, которые могут вызвать значительные разрушения и человеческие жертвы. Понимание интенсивности землетрясений имеет решающее значение для оценки потенциального ущерба, который они могут нанести, и принятия соответствующих мер по смягчению их воздействия. В этой статье подробно рассматриваются методы, используемые для измерения интенсивности землетрясений, и шкалы, разработанные для количественной оценки их силы.

Введение в интенсивность землетрясений

Землетрясения вызваны внезапным выбросом энергии в земной коре, что приводит к сотрясению земли. Интенсивность землетрясения относится к силе сотрясений земли в определенном месте. Важно различать интенсивность и величину. В то время как магнитуда измеряет общую энергию, выделившуюся во время землетрясения, интенсивность фокусируется на эффектах, возникающих в определенных местах.

Рождение шкалы интенсивности Меркалли

В конце 19 века итальянский вулканолог Джузеппе Меркалли представил первую шкалу интенсивности, известную как шкала интенсивности Меркалли, для оценки последствий землетрясений. Эта шкала основывалась на наблюдениях за ущербом, причиненным землетрясениями, и на ощущении тряски людьми в различных местах. Он классифицировал интенсивность от I (не ощущается) до XII (полное разрушение).

Модифицированная шкала интенсивности Меркалли

Со временем шкала интенсивности Меркалли претерпела изменения и улучшения, что привело к разработке модифицированной шкалы интенсивности Меркалли (MMI). Шкала MMI включает как наблюдаемое воздействие на конструкции, так и субъективный опыт людей во время землетрясения. Для измерения интенсивности используются римские цифры от I до XII, где I означает отсутствие ощущения, а XII указывает на полное разрушение.

Качественные оценки последствий землетрясений

Для определения интенсивности землетрясения по шкале MMI учитываются различные факторы, включая наблюдаемые структурные повреждения, реакцию людей и воздействие окружающей среды. Эти оценки включают оценку следующих характеристик:

1. Сила встряхивания

Сила тряски означает величину колебаний грунта, испытываемых во время землетрясения. Он учитывает продолжительность, амплитуду и частоту вибраций, которые имеют решающее значение для определения общей интенсивности.

2. Повреждение построек

Оценка ущерба, нанесенного зданиям, мостам и инфраструктуре, дает ценную информацию об интенсивности землетрясений. Различные уровни ущерба соответствуют определенным показателям интенсивности по шкале MMI.

3. Человеческое восприятие

Человеческое восприятие играет ключевую роль в оценке силы землетрясения. Сообщения людей, которые лично испытали тряску, предоставляют ценные данные для определения общего воздействия.

4. Воздействие на окружающую среду

Землетрясения могут иметь вторичные последствия для окружающей среды, такие как оползни, трещины в земле и изменения уровня воды. Эти экологические эффекты помогают подтвердить интенсивность землетрясений.

Шкала Рихтера для определения магнитуды землетрясений

В то время как интенсивность измеряет эффекты, ощущаемые в определенных местах, магнитуда землетрясения количественно определяет общее выделение энергии. Шкала Рихтера, разработанная Чарльзом Ф. Рихтером в 1935 году, остается одной из наиболее широко известных шкал величин. Он основан на амплитуде сейсмических волн, регистрируемых сейсмографами, для оценки силы землетрясений.

Современные методы измерения интенсивности землетрясений

Развитие технологий привело к разработке сложных инструментов и методов измерения интенсивности землетрясений. Некоторые из часто используемых методов включают:

1. Сейсмографы

Сейсмографы – это приборы, которые обнаруживают и записывают сейсмические волны, порождаемые землетрясениями. Анализируя собранные данные, сейсмологи могут точно определить интенсивность и магнитуду землетрясения.

2. Акселерометры

Акселерометры — высокочувствительные приборы, измеряющие ускорение земли во время землетрясения. Эти устройства предоставляют ценные данные для понимания амплитуды и частоты тряски, что способствует оценке интенсивности.

3. ГПС и спутниковые измерения

Система глобального позиционирования (GPS) и спутниковые методы эффективны при измерении деформаций земной коры, вызванных землетрясениями. Анализ этих деформаций помогает ученым оценить интенсивность и масштаб сейсмических событий.

Заключение

Измерение интенсивности землетрясений играет решающую роль в понимании их потенциального воздействия на жизнь людей и инфраструктуру. Шкала интенсивности Меркалли, модифицированная шкала интенсивности Меркалли и шкала Рихтера обеспечивают ценную основу для количественной оценки и классификации землетрясений. Используя передовые инструменты и методы, ученые могут точно оценить интенсивность и силу землетрясений, помогая подготовиться к стихийным бедствиям и принять меры по реагированию на них.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Может ли интенсивность землетрясения меняться со временем?

Да, интенсивность землетрясения может меняться со временем по мере того, как становится доступным больше данных в результате наблюдений, анализа ущерба и отчетов людей, переживших это событие.

Вопрос 2: Существует ли максимальное значение по модифицированной шкале интенсивности Меркалли?

Нет, в Модифицированной шкале интенсивности Меркалли нет максимального значения, поскольку она фокусируется на эффектах, наблюдаемых и испытываемых во время землетрясения, а не на верхнем пределе.

Вопрос 3: Как учёные используют данные о интенсивности землетрясений?

Ученые используют данные о интенсивности землетрясений для разработки более эффективных строительных норм и правил, оценки уязвимости конструкций и улучшения планов реагирования на чрезвычайные ситуации в сейсмоопасных районах.

В4: В чем разница между величиной и интенсивностью?

Магнитуда относится к общей энергии, выделившейся во время землетрясения, а интенсивность измеряет последствия и силу сотрясений в определенных местах.

Вопрос 5: Можно ли заранее предсказать интенсивность землетрясения?

Хотя учёные могут делать вероятностные оценки возникновения землетрясений в конкретных регионах, предварительное предсказание точной интенсивности землетрясения остаётся серьёзной проблемой из-за сложной природы сейсмических событий.