مقياس ريختر للزلازل

مقياس ريختر Richter magnitude scale، هو نظام رقمي يسجل شدة الهزات الأرضية. ويَحسِب العلماء هذا الرقم باستخدام المعلومات التي يعطيها جهاز يسمى مرسمة الزلازل، وهو جهاز يسجِّل حركة الأرض الناتجة عن هزَّْة أرضية.

في جميع الحالات، فيعتمد قياس الزلازل على المقياس اللوغاريتمي العشري الناتج عن طريق حساب لوغاريتم مطال الأمواج التي تم قياسها بواسطة مرسمة الزلازل. زلزال بقياس 5.0 على مقياس ريختر سعتها القصوى أكبر عشر مرات وتتحول إلى طاقة مقدارها √1000 ≈ 31.6 مرة أكبر من زلزال بقوة 4.0.[1]

منذ السبعينيات، يستخدم مقياس عزم الزلزال على نطاق أوسع كبديل عن مقياس ريختر.

التطوير

تشارلز ريختر، 1970

طور هذا النظام عالم الزلازل الأمريكي، تشارلز ريختر عام 1935. بدأ عمله في فيه بمتابعة تسجيلات الزلازل وتحديد مواقع الهزات الأرضية، ووضع جدولاً يضم مراكز الزلازل وأوقات حدوثها، باشراف هاري وود الذي كان مسؤولاً عن برنامج رصد الزلازل ودراستها في كاليفورنيا مع ماكسويل ألين، وكانت عملية التسجيل تتم اعتماداً على سبع محطات متباعدة باستخدام راسمة الزلازل التي تعمل على مبدأ الفتل الأفقي التي صنعها وود وأندرسن. واقترح ريختر مقارنة قوة الزلازل اعتماداً على المطالات المقاسة المسجلة في تلك المحطات مع إدخال تصحيح ملائم للمسافة التي تفصل بين المحطة وقوة الزلزال، غير أن النتائج لم تكن مرضية. وفي الوقت نفسه كان العالم الياباني ك. واداتي يعمل على مقارنة قوة الزلازل برسم الحركة الأرضية العظمى بدلالة المسافة عن مركز الزلزال السطحي، ولما حاول ريختر إجراء مقارنة مشابهة بدا المدى بين المطالات الأصغر والأكبر كبيراً للغاية. وبناءً على اقتراح بينو گوتنبرگ رسم ريختر المطالات لوغاريتمياً فتوصّل إلى تصنيف قوة الزلازل بمطابقتها الواحد فوق الآخر، وتحريك منحنياتها المتوازية على الرسم أفقياً وغدا بالإمكان تشكيل منحنٍ وسطي نموذجي، وتمييز الأحداث المستقلة باستخدام الفروقات اللوغاريتمية الإفرادية على المنحني النموذجي، وغدت مجموعة هذه الفروقات مسجّلة عددياً على سلم المقياس الآلي الجديد، الذي اشتهر فيما بعد باسم مقياس ريختر

تصنيف الزلازل بمقياس ريختر

ويزداد الاتساع الموجي للحركات الأرضية التي ترصدها مرسمة الزلازل بعشرة أضعاف عند كل زيادة رقم واحد (تدريج واحد) في مقياس ريختر. ومرسمة الزلازل أداة تكبر وتسجل الحركات الأرضية الصغيرة. والاتساع هو المسافة التي تتحركها الأرض من موقعها الأصلي أثناء مرور الموجة. وهكذا، يمثل كل رقم على قوة ريختر حركة أرضية تساوي قوتها عشرة أضعاف المقياس التالي الأقل. فعلى سبيل المثال الهزة الأرضية التي تكون قوتها 7 درجات، تكون الحركة الأرضية فيها أكبر بعشرة أضعاف الهزة الأرضية التي تكون قوتها 6 درجات.[11]

يُحسب مقياس ريختر على أساس الطاقة التي يطلقها الزلزال. فكل رقم واحد في مقياس ريختر يمثل إطلاق للطاقة يبلغ 32 ضعف المقياس التالي الأقل. مثال ذلك، أن زلزالاً ذو قدر زلزالي مقداره سبع درجات يطلق 32 ضعفاً من الطاقة التي يطلقها زلزال ذو قدر زلزالي مقداره ست درجات.

تسجل زلازل كبيرة على مقياس ريختر بشكل عادي. ولكن العلماء يفضلون وصف الزلازل ذات القدر الزلزالي البالغ أكثر من سبع درجات باستعمال مقياس العزم الزلزالي، فهو أكثر دقة من مقياس ريختر. والمقياسان متقاربان عند قياس الزلازل أكثر من سبع درجات. فعندما بلغ أعلى رقم سجله هذا المقياس (ريختر) 8,5 درجة في المحيط الهادي بالقرب من تشيلي عام 1960، كان يعادل 9,5 درجة بمقياس العزم الزلزالي.

ويحدث في كل يوم أكثر من ألف هزة بقوة درجتين في الأرض. ويرى علماء الزلازل أن الزلازل التي تبلغ قوتها خمس درجات فأقل، ذات أثر ضئيل؛ لأن القليل منها فقط يُسبب نتائج خطيرة. لكن الهزة التي تبلغ سبع درجات فأكثر، تسبب دمارًا كبيرًا، وتقتل كثيرًا من البشر، وبخاصة إذا كان مركزها في المناطق المأهولة بالسكان.

ويزداد عدد الزلازل بعشرة أضعاف عند كل نقصان رقم واحد (تدريج واحد) في مقياس ريختر. فعلى سبيل المثال، فإن عدد الزلازل التي تبلغ شدتها 6 درجات على مقياس ريختر تعادل عشرة أضعاف عدد الزلازل التي تبلغ شدتها 7 درجات على نفس المقياس.

ورغم أن كل هزة أرضية لها قوة واحدة فقط، فإن ضررها يختلف من مكان لآخر. ويستخدم علماء الزلازل مقاييس أخرى متنوعة لقياس الضرر الناجم عن هزة أرضية. فعلى سبيل المثال، يعمل مقياس مركالي المعدَّل لقياس شدة الهزات على تقسيم الهزات إلى 12 فئة، تتراوح ما بين الهزات التي لا تكاد تكون محسوسة والهزات التي تسبب دمارًا هائلاً.


"تصنيف الزلازل حسب مقياس ريختر" الوصف قياس ريختر تأثير الزلزال حدوث الزلزال
دقيق أقل من 2.0 زلازل دقيقة لا يمكن أن يحس بها حوالي 8000 كل يوم
صغير جداً 2.0-2.9 لا يشعر به البشر ولكن الأجهزة ترصده حوالي 1000 كل يوم
صغير 3.0-3.9 يشعر به البشر، لكن قلما يسبب ضرراً حوالي 49000 كل عام
خفيف 4.0-4.9 يشعر البشر بهزة مع تحرك الأشياء وظهور صوت للزلزال. لكنه لا يسبب ضرراً حوالي 6200 كل عام
معتدل 5.0-5.9 المباني الضعيفة قد تتضرر بشكل كبير ولكن المباني القوية لا تتضرر كثيراً حوالي 800 كل عام
قوي 6.0-6.9 يمكن أن يسبب ضرراً كبيراً حتى 100 ميل عن نقطة حدوثه حوالي 120 كل عام
كبير 7.0-7.9 يمكن أن يسبب أضراراً كبيرة على مساحة كبيرة حوالي 18 كل عام
عظيم 8.0-أكثر يمكن أن يسبب أضراراً كبيرة حتى مئات الأميال عن نقطة حدوثه حوالي مرة كل عام

أمثلة

الجدول التالي قوائم للطاقة التقريبية المكافئة لقوة تفجير تي إن تي – على الرغم من ملاحظة أن إنطلاق طاقة الزلال تكون تحت الأرض أكثر منها على سطح الأرض.[12] معظم الطاقة المنطلقة من الزلازل لا تنقل عبر السطح، بدلا من ذلك، فإنها تتبدد في قشرة الأرض والبنى التحتية الأخرى. على النقيض، فإن انفجار قنبلة ذرية صغيرة (انظر تأثير القنلة الذرية) لن يتسبب في اهتزازات بسيطة للأشياء الموجودة داخل الأماكن المغلقة، حيث أن طاقة القنبلة النووية تنطلق على سطح الأرض.

التالي، 31.623 to the power of 0 يساوي 1, 31.623 to the power of 1 يساوي 31.623 و31.623 to the power of 2 يساوي 1000. ولذلك، فإن زلزال بقوة 8.0 على مقياس ريختر يطلق طاقة أكبر 31.623 مرة من 7.0 وزلزال بقوة 9.0 على مقياس ريختر يطلق طاقة أكثر 1000 مرة من 7.0. المقياس التقريبي كمية الديناميت المكافئة
لناتج الطاقة السيزمية المعادل بالجول مثال
0.0 15 گ 63 كيلو جول
0.2 30 گ 130 كيلو جول قنبلة يدوية كبيرة
0.5 85 گ 360 كيلو جول
1.0 480 گ 2.0 ميگا جول
1.2 1.1 كگ 4.9 ميگا جول أصبع ديناميت واحد [دينوماكس پرو]
1.4 2.2 كگ 9.8 ميگا جول التأثير السيزمي لانفجار تقليدي لمنشأة صغيرة
1.5 2.7 كگ 11 ميگا جول
2.0 15 كگ 63 ميگا جول
2.5 85 كگ 360 ميگا جول
3.0 480 كگ 2.0
3.5 2.7 طن متري 11 ميگا جول انفجار محطة پپكون للوقود، 1988
3.87 9.5 طن متري 40 كيلو جول كارثة تشرنوبل، 1986
3.91 11 طن متري 46 گيگا جول قنبلة الانفجار الهوائي الهائل (أم القنابل)
4.0 15 طن متري 63 گيگا جول زلزال إلكريتو (كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 2012
4.3 43 طن متري 180 گيگا جول زلزال كنت (بريطانيا)، 2007
4.5 85 طن متري 360 گيگا جول زلزال طاجيكستان 2006
5.0 480 طن متري 2.0 تتراجول زلزال لينكولنشير (المملكة المتحدة)، 2008

MW زلزال اونتاريو-كوبيك (كندا)، 2010[13][14]
5.5 2.7 كيلو طن 11 تيرا جول زلزال ليتل سكل (نڤادا، الولايات المتحدة)، 1992

MW زلزال ألوم روك (كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 2007
MW زلزال چينو هيلز (لوس أنجلس، الولايات المتحدة)، 2008
5.6 3.8 كيلوطن 16 تتراجول زلزال نيوكاسل أستراليا، 1989

زلزال سپاركس (لاهوما، الولايات المتحدة)، 2011
6.0 15 كيلوطن 63 تتراجول زلزال دبل سپرينگ فلات (نـِڤادا، الولايات المتحدة)، 1994
6.3 43 كيلوطن 180 تتراجول MW زلزال رودس (اليونان)، 2008

زلزال كرايست‌چرچ (نيوزيلندة)، 2011
6.4 60 كيلوطن 250 تتراجول زلزال كاوهسينگ (تايوان), 2010

زلزال ڤانكوڤر (كندا)، 2011
6.5 85 كيلوطن 360 تتراجول MS زلزال كراكاس (ڤنزويلا)، 1967

MW زلزال ايركا ((كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 2010
زلزال زوپانگو دل ريو (المكسيك)، 2011[15]
6.6 120 كيلوطن 500 تتراجول MW زلزال سان فرناندو (كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 1971
6.7 170 كيلوطن 710 تتراجول MW زلزال نورثريدج (كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 1994
6.8 240 كيلو طن 1.0 پيتاجول MW زلزال نيسكالي (جزيرة أندرسون)، 2001

زلزال گيسبورن 2007
6.9 340 كيلوطن 1.4 پيتاجول MW زلزال منطقة خليج سان فرانسيسكو(كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 1989

MW زلزال پيشليميو (تشيلي)، 2010
MW زلزال سيكيم (الحدود النيپالية-الهندية)، 2011
7.0 480 كيلوطن 2.0 پيتاجول MW زلزال جاوة (إندونسيا)، 2009

MW زلزال هايتي 2010
7.1 680 كيلوطن 2.8 پيتاجول MW زلزال مسينا (إيطاليا)، 1908

MW زلزال سان خوان (الأرجنتين)، 1944
MW زلزال كانتبري (نيوزيلندة)، 2010
7.2 950 كيلوطن 4.0 پيتاجول ڤرانكا (رومانيا)، 1977

MW زلزال باها كاليفورنيا (المكسيك)، 2010
7.5 2.7 ميگاطن 11 پيتاجول MW زلزال كشمير (پاكستان)، 2005

MW زلزال أنتوفاگاستا (تشيلي)، 2007
7.6 3.8 ميگاطن 16 پيتاجول MW زلزال سان خوان كاكاهوتپك (المكسيك)، 2012

MW زلزال گجرات (الهند)، 2001
MW زلزال ازمت (تركيا)، 1999
MW زلزال جيجي (تايوان)، 1999
7.7 5.4 ميگاطن 22 پيتاجول MW زلزال سومطرة (إندونسيا)، 2010
7.8 7.6 ميگاطن 32 پيتاجول MW زلزال تانگشان 1976، (الصين)

MS زلزال خليج هه (نيوزيلندة)، 1931
MS زلزال لوزون (الفلپين)، 1990
7.9 10-15 ميگاطن 42-63 پيتاجول إنفكار تونگوسكا
8.0 15 ميگاطن 63 پيتاجول MS زلزال مينو-اواري (اليابان)، 1891

زلزال سان خوان (الأرجنتين)، 1894
زلزال سان فرانسيسكو (كاليفورنيا، الولايات المتحدة)، 1906
MS زلزال جزر كوين شارلوت (كندا)، 1949
MW زلزال پيرو 2007
MS زلزال سيشوان (الصين)، 2008
زلزال جانگرا 1905
8.1 21 ميگاطن 89 پيتاجول زلزال مكسيكو سيتي (المكسيك)، 1985

زلزال گوام 8 أغسطس 1993[16]
8.35 50 ميگاطن 210 پيتاجول قنبلة القيصر - أكبر اختبار سلاح حراري-نووي.
8.5 85 ميگاطن 360 پيتاجول MW زلزال سومطرة (إندونسيا)، 2007
8.6 - - MW زلزال سومطرة (إندونسيا)، 2012
8.7 170 ميگاطن 710 پيتاجول MW زلزال سومطرة (إندونسيا)، 2005
8.75 200 ميگاطن 840 پيتاجول كاراكوتا 1883
8.8 240 ميگاطن 1.0 إكساجول MW زلزال تشيلي 2010
9.0 480 ميگاطن 2.0 إكساجول MW زلزال لشبونة (الپرتغال)، عيد جميع القديسين 1755
MW زلزال اليابان الكبير 2011
9.15 800 ميگاطن 3.3 إكساجول بركان توبا 75,000 سنة مضت، يعتبر أكبر نشاط بركاني معروف.[17]
9.2 950 ميگاطن 4.0 إكساجول MW زلزال أنكوراج (ألاسكا، الولايات المتحدة)، 1964
MW زلزال وتسونامي سومطرة-أندامان (إندونسيا)، 2004
9.5 2.7 گيگاطن 11 إكساجول MW زلزال ڤالديڤيا (تشيلي)، 1960
10.0 15 گيگاطن 63 إكساجول لم يسجل مطلقاً
12.55 100 تتراطن 420 زيتاجول شبه جزيرة يوكاتان تسبب في تكوين Chicxulub crater) 65 سنة مضت (108 ميگاطن؛ أكثر من 4x1030 ergs = 400 زيتاجول).[18][19][20][21][22]
32.0 1.5×1043 طن 6.3×1052 جول Approximate magnitude of the starquake on the magnetar SGR 1806-20, registered on December 27, 200