Kako se meri snaga zemljotresa

[kojica]

Čedomir Stanković

Mi odlično znamo kad je zemljotres. Sve se trese oko nas. Posle na televiziji čujemo da
je zemljotres bio neke snage izražene u Rihterima ili čujemo od nekog da pominje da je
to isto kao i ovoliko u Merkalijima. Obično se pominje da se na Rihterovu vrednost
dodaje 2 ili 3 i dobije se Merkalijeva vrednost. Da li je u stvari sve to tačno?

Prvo da se upoznamo sa istorijom učenja o zemljotresima. Ljudi su od uvek beležili i
pokušavali da otkriju sta se to zapravo dešava sa zemljom kad se trese. Primećeno je da
se po nekad trese manje, a po nekad vise, ali koliko je to u nekim jedinica? Kako da
znamo koji je jači, a koji slabiji od dva slična zemljotresa? Svima nam je naširoko
poznata Rihterova skala. Isto toliko poznata je i Merkalijeva. Rihterova skala je dobila
ime po američkom seizmologu i fizičaru Čarlsu Francisu Rihteru.

U vreme kada je Rihter počeo saradnju sa Gutenbergom, jedini način za očitavanje
snage zemljotresa je bila skala razvijena 1902. godine od strane italijanskog svestenika i
geologa Djuzepe Merkalija. Merkalijeva skala ima klasifikaciju snage od 1 do 12 opisujuci
na svakom stepenu kako se ponašaju kuce, zgrade i ljudi. Jedan evidentni problem kod
Merkalijeve skale je taj sto se oslonjen samo na subjektivni osećaj ljudi. Nisu sve zgrade
isto napravljene, pa i s'tim u vezi neće sve zgrade isto reagovati na potres. Merkalijeva
skala takođe ne može odrediti snagu zemljotresa koji je daleko od naseljenog mesta i
gde nije bilo ljudi u trenutku potresa.

[kojica]

Rihter i Gutenberg su razvili skalu za očitavanje snage zemljotresa u hipocentru koja se
zove Rihterova skala. Rihter je za očitavanje snage potresa koristio seizmogram. To je
instrument koji je obično kao rolna papira koja je postavljena na stalno mesto i klatna
koji registruje potrese i iscrtava krivu na papiru kako se kreće tlo. Skala za merenje
snage potresa uzima u obzir udaljenost instrumenta od epicentra zemljotresa, odnosno
tačke na zemlji iznad hipocentra. Rihter je izabrao termin magnituda da opiše snagu
zemljotresa. (U astronomiji se termin magnituda koristi u opisu jačine svetlosti neke
zvezde).

http://razbibriga.net/imported/2011/09/zemljotres_3-1.jpg

[kojica]

Gutenberg je predložio da skala za očitavanje zemljotresa bude logaritamska, tako da bi
zemljotres od 7 stepeni po Rihhteru bio 10 puta jači od zemljotresa od 6 stepeni, taj 100
pita jači od zemljotresa koji je 5 stepeni, a taj 1000 puta jači od zemljotresa snage 4
stepeni. Logaritamska skala magnitude potresa se ne zavrsava na 9. ili 10. stepenu, ali
nije registrovan jači zemljotres od 9.3 stepeni po Rihteru, pa se ta vrednost uzima kao
maksimalna. Definicija rihterove skale bi bila:

Rihterova skala magnitude potresa, poznata i kao skala lokalne magnitude, ML, koristi se
kao mera količine oslobođene energije u hipocentru, prilikom nastanka zemljotresa. To je
logaritamska skala, određena na osnovu računanja logaritma horizontalne amplitude
najvećeg pomeraja i nulte amplitude, na horizontalnom torzionom seizmometru tipa Vud-
Anderson.

http://razbibriga.net/imported/2011/09/86f882480cdfbcbf9f7cf8c6f65e8eab-1.png

[kojica]

http://razbibriga.net/imported/2011/09/woodanderson_seismograph-1.jpg

[kojica]

Amlituda A0 je generalizovana funkcionalna zavisnost amplitude od epicentralnog
rastojanja, koja je izvedena tako da za epicentralno rastojanje od 100 km, zemljotres
nulte magnitude rezultira ekvivalentnom maksimalnom amplitudom od 1 μm na
standardnom seizmografu, koji je koristio Rihter.

Postoji i empirijska metoda za računanje magnitude ML. Definicija se zasniva na
korelacionoj analizi maksimalnih amplituda seizmočkih talasa registrovanjih kod većeg
broja zemljotresa, kao i odgovarajućih podataka o magnitudi sračunatoj za iste
zemljotrese na osnovu registracija na standardnim seizmogramima. Izraz takve empirijske
formule glasi:

http://razbibriga.net/imported/2011/09/3f3fe44562b0909f6252c9c90e2faece-1.png

Gde su Amax – maksimalna amplituda transverzalnih seizmičkih talasa, T period tog
talasa, f(Δ) - kalibraciona funkcija koja zavisi od rastojanja od epicentra, Δ,
seizmološke stanice, a utvrđuje se empirijski formulom:

f(Δ) = a0 + a1log(Δ)

[kojica]

Postoje mnogo različitih vrsta potresa, tako da ne možemo o njima pričati samo na
osnovu toga da li se tlo pomera ili ne. Postoje horizontalna i vertikalna pomeranja tla.
Originalno, magnituda je određena na osnovu horizontalnih pokreta zemlje, zbog toga
što su seizmološke stanice posedovale seizmograme koji mere samo horizontalne
pomeraje. Međutim, površinski talasi koji su registrovani ovim instrumentima, sastojali su
se od Lavovih i Rejlijevih talasa, što komplikuje teorijski prikaz zapisa seizmograma.
Seizmometri, koji služe za registraciju vertikalnih pomeraja, registruju samo Rejlijeve
talase, pa je tako definicija magnitude površinskih talasa postala bazirana na vertikalnoj
komponentni pomeraja.

http://razbibriga.net/imported/2011/09/Image196-1.jpg

[kojica]

Sve u svemu, svaki zemljotres oslobodi neku energiju. Da biste lakše razumeli silu koja
se utrosi prilikom jednog zemljotresa, evo tabele koja pokazuje orijentacioni ekvivalnet u
eksplozivu.

http://razbibriga.net/imported/2011/09/71012_zemljotresafp_f-1.jpg