地震マグニチュード

大きなものを測定する

ジョン・ランド/ゲッティイメージズ

最近、地震が起きてすぐにニュースでマグニチュードも含めて報道されます。瞬時の地震のマグニチュードは、温度を報告するのと同じくらい日常的な成果のように見えますが、何世代にもわたる科学的研究の成果です。

地震を測定するのが難しい理由

地震を標準的な大きさで測定することは非常に困難です。この問題は、野球のピッチャーの質の数値を 1 つ見つけるようなものです。投手の勝敗記録から始めることもできますが、考慮すべき点は他にもあります。防御率、三振と四球、キャリアの長さなどです。野球の統計学者は、これらの要因を重み付けするインデックスをいじくり回します (詳細については、野球ガイドについてをご覧ください)。

地震は水差しと同じくらい簡単に複雑です。それらは速いか遅いです。穏やかな人もいれば、暴力的な人もいます。彼らは右利きでも左利きでもあります。それらは、水平、垂直、またはその中間など、さまざまな方向に向いています (を参照)。 一言で言えば障害 ）。それらは、大陸の奥深くや海の外など、さまざまな地質環境で発生します。しかし、どういうわけか、世界の地震をランク付けするために、意味のある単一の数値が必要です。目標は常に、地震が放出するエネルギーの総量を把握することでした。それは、地球内部のダイナミクスについて深いことを教えてくれるからです。

リヒターの最初のスケール

先駆的な地震学者であるチャールズ リヒターは、1930 年代に、考えられるすべてのものを単純化することから始めました。彼は 1 つの標準的な計測器であるウッド アンダーソン地震計を選択し、南カリフォルニアの近くの地震のみを使用し、1 つのデータ (距離) のみを取得しました。 あ 地震計の針が動いたミリ単位。彼は簡単な調整係数を考え出した B 近くの地震と遠くの地震を可能にするためであり、これは局所マグニチュードの最初のリヒタースケールでした M _L:

M _L= ログ あ + B

彼のスケールのグラフィカルなバージョンは 再現された カリフォルニア工科大学のアーカイブ サイトにあります。

あなたはそれに気付くでしょう M _L地震の総エネルギーではなく、実際に地震波のサイズを測定しますが、それが始まりでした.このスケールは、南カリフォルニアの小規模および中規模の地震の範囲で、かなりうまく機能しました。次の 20 年間で、Richter と他の多くの研究者は、スケールを新しい地震計、さまざまな地域、さまざまな種類の地震波に拡張しました。

後の「リヒターの鱗」

すぐにリヒターの元のスケールは放棄されましたが、一般の人々や報道機関はまだ「リヒターの大きさ」というフレーズを使用しています.地震学者は以前は気にしていましたが、今はそうではありません。

今日の地震イベントは、以下に基づいて測定できます。 実体波 また 表面波 (これらは で説明されています。 一言で言えば地震 ）。計算式は異なりますが、中程度の地震については同じ数値が得られます。

実体波の大きさ は

メートル _b=ログ（ あ / T ) + Q ( D 、 時間 )

どこ あ は地面の動き (ミクロン単位)、 T は波の周期 (秒単位) であり、 Q ( D 、 時間 ) は、震源地までの距離に応じた補正係数です。 D (度) と焦点深度 時間 (キロメートル単位)。

表面波の大きさ は

M _s=ログ（ あ / T ) + 1.66 ログ D + 3.30

メートル _bは周期が 1 秒の比較的短い地震波を使用するため、いくつかの波長よりも大きな震源はすべて同じように見えます。これは約 6.5 等級に相当します。 M _sは 20 秒の波を使用し、より大きなソースを処理できますが、マグニチュード 8 付近で飽和しすぎます。マグニチュード 8 またはマグニチュード 8 または すごい イベントは、地球全体で平均して年に約 1 回しか発生しません。しかし、その限界内では、これら 2 つのスケールは、地震が放出する実際のエネルギーの信頼できる尺度となります。

マグニチュードがわかっている最大の地震は、1960 年 5 月 22 日にチリ中部の太平洋で発生したものです。当時はマグニチュード 8.5 と言われていましたが、今日ではマグニチュード 9.5 だったと言われています。その間に起こったことは、1979 年にトム・ハンクスと金森博夫がより良い光度スケールを思いついたことです。

これ モーメントの大きさ 、 M _の、地震計の測定値にはまったく基づいていませんが、地震で放出された総エネルギー、地震モーメントに基づいています M_〇 (ダインセンチメートル):

M _の= 2/3 ログ( M_〇 ) - 10.7

したがって、このスケールは飽和しません。モーメント マグニチュードは、地球が私たちに投げかけるあらゆるものに匹敵します。の式 M _のマグニチュード 8 未満で一致するようなものです M _sマグニチュード 6 未満では一致します メートル _b、リヒターの古いものに十分近い M _L.ですから、お好みでリヒタースケールと呼び続けてください。これは、リヒターが可能であれば作成したであろうスケールです。

米国地質調査所のヘンリー・スポールは、1980 年に「彼の」スケールについてチャールズ・リヒターにインタビューしました。それは生き生きとした読書になります。

PS: 地球上の地震は、周囲よりも大きくなることはありません M _の= 9.5。破裂する前に岩片が蓄積できるひずみエネルギーは限られているため、地震の規模は、一度に破裂できる岩石の量 (断層の長さは何キロメートルか) に厳密に依存します。 1960 年の地震が発生したチリ海溝は、世界で最も長い直線断層です。より多くのエネルギーを得る唯一の方法は、巨大な地滑りまたは 小惑星の衝突 .