Seisminės bangos yra virpesiai iš žemės drebėjimai kurie keliauja per Žemę; jie įrašomi į instrumentus, vadinamus seismografai. Seismografai fiksuoja zig-zag pėdsaką, parodantį skirtingą žemės virpesių amplitudę po instrumentu. Jausmingus seismografus, kurie labai padidina šiuos žemės judesius, galima aptikti stiprūs žemės drebėjimai iš šaltinių bet kurioje pasaulio vietoje. Laikas, vieta ir dydis žemės drebėjimas galima nustatyti pagal duomenis, užfiksuotus seismografų stotyse.
Richterio dydis skalė buvo sukurtas 1935 m. Charleso F. Richteris iš Kalifornijos technologijos instituto kaip matematinis prietaisas žemės drebėjimų dydžiui palyginti. Žemės drebėjimo stiprumas nustatomas pagal seismografų užfiksuotų bangų amplitudės logaritmą. Pridedami koregavimai, atsižvelgiant į atstumo tarp įvairių seismografų ir žemės drebėjimų epicentro kitimą. Richterio skalėje dydis išreiškiamas sveikaisiais skaičiais ir dešimtainėmis trupmenomis. Pavyzdžiui, vidutinio stiprumo žemės drebėjimui gali būti apskaičiuotas 5,3 balo stiprumas, o stiprus žemės drebėjimas - 6,3 balo. Dėl skalės logaritminio pagrindo, kiekvieno sveikojo skaičiaus padidėjimas rodo dešimteriopai padidintą amplitudė; vertinant energiją, kiekvienas sveiko skaičiaus žingsnis mastelio skalėje atitinka maždaug 31 karto daugiau energijos išsiskyrimą nei suma, susieta su ankstesne sveikojo skaičiaus verte.
Iš pradžių Richterio skalę buvo galima pritaikyti tik tapačios gamybos instrumentų įrašams. Dabar instrumentai yra kruopščiai kalibruojami vienas kito atžvilgiu. Taigi dydį galima apskaičiuoti iš bet kurio kalibruoto seismografo įrašo.
Žemės drebėjimai, kurių amplitudė yra maždaug 2,0 ar mažesnė, paprastai vadinami mikrotraumos; jie paprastai nėra jaučiami žmonėms ir paprastai yra užrašomi tik vietiniuose seismografuose. Įvykiai, kurių dydis yra maždaug 4,5 ar didesnis - kasmet įvyksta keli tūkstančiai tokių sukrėtimų - yra pakankamai stiprūs, kad juos būtų galima užfiksuoti jautriuose seismografuose visame pasaulyje. Didžiųjų žemės drebėjimų, tokių kaip 1964 m. Didžiojo penktadienio žemės drebėjimas Aliaskoje, mastas yra 8,0 ar didesnis. Vidutiniškai kasmet visame pasaulyje įvyksta vienas tokio dydžio žemės drebėjimas. Richterio skalė neturi viršutinės ribos. Neseniai buvo sugalvota dar viena skalė, vadinama momentinio dydžio skale, siekiant tiksliau ištirti didelius žemės drebėjimus.
Richterio skalė nėra naudojama žalai išreikšti. Žemės drebėjimas tankiai apgyvendintoje vietoje, dėl kurio žuvo daug žmonių, ir gali būti padaryta didžiulė žala turi tokį patį stiprumą kaip ir smūgis atokesnėje vietoje, kuris tik išgąsdina laukinė gamta. Žmonės gali net nejausti didelio masto žemės drebėjimų, vykstančių po vandenynais.
NEIS interviu
Toliau pateiktas NEIS interviu su Charlesu Richteriu nuorašas:
Kaip susidomėjote seismologija?
CHARLES RICHTER: Tai buvo tikrai laiminga avarija. „Caltech“ įmonėje dirbau pas savo doktorantą. teorinėje fizikoje pas dr. Robertą Millikaną. Vieną dieną jis paskambino man į savo kabinetą ir pasakė, kad Seismologijos laboratorija ieško fiziko; tai nebuvo mano linija, bet ar aš šiaip domėjausi? Aš kalbėjau su Harry Woodu, kuris buvo atsakingas už laboratoriją; ir dėl to aš prie jo štabo prisijungiau 1927 m.
Kokios buvo instrumentinės didumo skalės ištakos?
CHARLES RICHTER: Kai prisijungiau prie pono Woodo personalo, aš daugiausia užsiėmiau įprastiniu matavimo darbu seismogramos ir žemės drebėjimų vietos, kad būtų galima sudaryti epicentrų ir XIX a. laikų katalogą atsiradimas. Beje, seismologija iš esmės nepripažįsta skolų už nuolatines Hario O pastangas. Mediena, skirta vykdyti seismologinę programą Kalifornijos pietuose. Tuo metu ponas Woodas bendradarbiavo su Maxwellu Alienu, nagrinėdamas Kalifornijos žemės drebėjimų istorinę apžvalgą. Mes įrašėme septyniose skirtingose vietose esančiose stotyse, visose su Wood-Anderson torsiono seismografais.
Kokios modifikacijos buvo susijusios su masto pritaikymu pasauliniams žemės drebėjimams?
CHARLES RICHTER: Jūs visiškai teisingai nurodėte, kad originali masto skalė, kurią aš paskelbiau 1935 m. buvo nustatytas tik pietų Kalifornijai ir tam tikroms naudojamoms seismografų rūšims ten. 1936 m. Bendradarbiaujant su dr. Gutenbergu buvo pradėta išplėsti pasaulinių žemės drebėjimų ir įrašų apie kitus instrumentus mastą. Tam reikėjo naudoti nurodytas paviršiaus bangų amplitudės, kurių trukmė buvo apie 20 sekundžių. Beje, įprasta masto skalės priskyrimas mano pavardei daro mažiau nei teisingumas didelę reikšmę davė dr. Gutenbergas plečiant skalę, kad ji būtų taikoma žemės drebėjimams visose Jugoslavijos regione pasaulis.
Daugelis žmonių susidaro klaidingą įspūdį, kad Richterio dydis pagrįstas 10 balu.
CHARLES RICHTER: Aš ne kartą turiu ištaisyti šį įsitikinimą. Tam tikra prasme didumas apima 10 žingsnių, nes kiekvienas padidėjimas vienu dydžiu rodo dešimteriopai padidintą žemės judesį. Tačiau viršutinės ribos prasme nėra 10 skalės, kaip ir intensyvumo skalėms; iš tiesų, džiaugiuosi, kai spauda dabar remiasi atvira Richterio skale. Magnetų skaičiai paprasčiausiai parodo matavimus iš seismografų įrašo - būkite tikri logaritminiai, tačiau be numanomų viršutinių ribų. Didžiausias iki šiol žemės drebėjimams priskiriamas stiprumas yra apie 9, tačiau tai yra Žemės, o ne masto, apribojimas.
Yra dar vienas klaidingas supratimas, kad mastelio skalė yra kažkoks instrumentas ar aparatas. Lankytojai dažnai paprašys „pamatyti skalę“. Jie nesutaria dėl to, kad yra nukreipiami į lenteles ir diagramas, kurios naudojamos skalės pritaikymui seismogramų rodmenims.
Be abejo, jūsų dažnai klausiama apie skirtumą tarp didumo ir intensyvumo.
CHARLES RICHTER: Tai taip pat sukelia didelę sumaištį tarp visuomenės. Man patinka naudoti analogiją su radijo perdavimais. Tai taikoma seismologijoje, nes seismografai arba imtuvai fiksuoja elastinio trikdžio bangas arba radijo bangas, kurias spinduliuoja žemės drebėjimo šaltinis arba transliavimo stotis. Magnetą galima palyginti su transliuojamos stoties galios kilovatais kilovatais. Vietinis intensyvumas pagal Mercalli skalę yra palyginamas su signalo stiprumu imtuve tam tikroje vietoje; iš tikrųjų signalo kokybė. Intensyvumas, pavyzdžiui, signalo stiprumas, paprastai sumažės atsižvelgiant į atstumą nuo šaltinio, nors tai taip pat priklauso nuo vietos sąlygų ir kelio nuo šaltinio iki taško.
Pastaruoju metu kilo susidomėjimas iš naujo įvertinti, ką reiškia „žemės drebėjimo dydis“.
CHARLES RICHTER: Mokslo tobulinimas neišvengiamas, kai ilgą laiką atlikote reiškinio matavimus. Mūsų pirminis tikslas buvo griežtai apibrėžti dydį pagal instrumentinius stebėjimus. Jei įvedama sąvoka „žemės drebėjimo energija“, tai teoriškai išvestas kiekis. Jei pasikeičia energijos skaičiavimo prielaidos, tai daro didelę įtaką galutiniam rezultatui, net jei gali būti naudojami tie patys duomenys. Taigi mes stengėmės, kad „žemės drebėjimo dydžio“ aiškinimas būtų kiek įmanoma labiau susijęs su realiais instrumento stebėjimais. Žinoma, paaiškėjo, kad pagal mastelio skalę visi žemės drebėjimai buvo vienodi, išskyrus pastovų mastelio koeficientą. Ir tai pasirodė arčiau tiesos, nei tikėjomės.