Подсчитано, что ежегодно на нашей планете регистрируются миллионы землетрясений . Конечно, подавляющее большинство из них не ощущается людьми; многие не приносят серьёзного ущерба, но несколько раз в год планету "трясёт по-крупному", известие о чём сразу разлетается по новостным каналам. К сожалению, журналисты в своих репортажах нередко допускают ошибки при употреблении научных терминов. Об одной из них пойдёт речь в этой статье.

Все сообщения о сейсмических катастрофах обычно сопровождаются словами вроде «… случилось землетрясение силой 6,9 баллов по шкале Рихтера». Такая формулировка неверна. Что интересно, подобного рода ошибки можно встретить и в некоторой учебной литературе.

Обычно в научно-популярных описаниях землетрясений фигурируют два распространённых термина: бальность землетрясения и магнитуда.

Бальность землетрясения характеризует интенсивность сотрясения грунта во время землетрясения (иногда так и говорят: «интенсивность землетрясения»). Она оценивается по специальной шкале. Первая из них появилась во второй половине XIX века. В 1902 году была разработана шкала Меркалли-Канкани , долгое время считавшейся одной из лучших. Она устарела и в наши дни не используется, но именно на её основе были созданы почти все современные 12-балльные шкалы, в том числе наиболее распространённая ныне международная шкала Mедведева-Шпонхойера-Карника (MSK-64) . По ней оценивают интенсивность землетрясений в большинстве стран мира. Краткую расшифровку этой шкалы вы можете увидеть в таблице.

Существуют и другие шкалы. Например, в странах Латинской Америки применяют десятибалльную шкалу Росси-Фореля , созданную в 1883 году. В Японии используют 8-балльную шкалу Японского метеорологического агентства . Сопоставление трёх наиболее распространённых шкал см. на схеме 1.

Интенсивность землетрясения обычно уменьшается по мере удаления от эпицентра.

Магнитуда землетрясения характеризует общую энергию сейсмических колебаний земной поверхности. Магнитуда определяется как «логарифм отношения максимальных амплитуд волн данного землетрясения к амплитудам таких же волн некоторого стандартного землетрясения» (магнитуда «стандартного землетрясения» принимается за 0). Впервые шкала магнитуд была предложена в 1935 году Ч. Рихтером, поэтому до сих пор очень часто говорят о «магнитуде по шкале Рихтера» , что неточно. Шкала Рихтера приближенно соответствует современным формулам для расчёта магнитуды, но в настоящее время не используется.

Изменение магнитуды на единицу означает рост амплитуды колебаний в 10 раз и рост количества выделившейся энергии в 32 раза.

В отличие от интенсивности, магнитуда не имеет единицы измерения - она обозначается целым числом или десятичной дробью, так что сказать «магнитуда 6,9 баллов» - неправильно. Интенсивность определяется по субъективным показателям: ощущениям людей, повреждениям сооружений, изменениям рельефа, в то время как определение магнитуды основано на строгих физико-математических расчётах. Можно провести такую аналогию: бальность землетрясения - это навскидку оцененная сила взрыва (определяемая по внешним проявлениям), а магнитуда - мощность взрывного устройства. Однако следует помнить, что магнитуда не является абсолютным значением энергии землетрясения, это всего лишь относительная характеристика. Для определения действительной энергии землетрясения по значению магнитуды пользуются специальной формулой.

Подсчитано, что энергия землетрясения магнитудой 7,2 соответствуют энергии взрыва мегатонной атомной бомбы. Самое сильное землетрясение за всю историю наблюдений случилось в 1960 году в Чили, его магнитуда составила 9,5 (по данным журнала «Вокруг света» и «Википедии»). Во многих источниках можно встретить другую информацию: магнитуда крупнейшего землетрясения составляла около 8,9-9,0. Скорее всего, эти различия связаны с неточностями в расчётах (погрешность при определении магнитуды может достигать 0,25).

Ещё один интересный вопрос: а есть ли какие-либо ограничения у шкалы магнитуд? Математических - нет, однако есть некоторый физический предел энергии землетрясения на нашей планете. К сожалению, найти какие-либо упоминания о подобных исследованиях не удалось. Если Вам удастся встретить такую информацию, просим сообщить нам, отправив письмо по адресу Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .

Что касается другого типа землетрясений, которые тоже изредка случаются - землетрясений, вызванных падением на Землю метеоритов, астероидов и иных космических тел, то здесь результаты исследований весьма неутешительны. По оценкам астрономов, магнитуда землетрясения, вызванного падением крупного астероида, может составить 13, то есть его энергия в миллион раз превысит энергию крупнейшего известного землетрясения. Но событие это пока маловероятное, так что, скорее всего, к тому времени, когда нависнет подобная угроза, человечество будет готово её предотвратить.

Таким образом, можно сделать следующие выводы. Пример типичного сообщения, помещённый в начале статьи, представляет собой классический пример мешанины терминов. Правильно же сказать так:

«Произошло землетрясение магнитудой 6,9»,

или, если речь идёт о балльности

«Произошло землетрясение интенсивностью 8 баллов (по шкале MSK-64)».

И в заключение: возможны ли землетрясения на Урале? Ответ прост: возможны. Несмотря на то, что Уральские горы старые, и их территория к сейсмическим поясам не относится, тектонические движения земной коры здесь всё же сохраняются. Сейсмологи ежегодно регистрируют на Урале до пяти землетрясений магнитудой 2-3. Самое сильное землетрясение на Урале случилось меньше века назад в 1914 г., его бальность составила около 7 баллов. Согласно карте сейсмического районирования мира (

Благодаря современным технологиям, ученым удалось подсчитать, сколько ежегодно происходит землетрясений на нашей планете. Их фиксируется больше миллиона. Большая часть их них не ощущается людьми из-за своей малой магнитуды, но есть те, которые становятся настоящей катастрофой.

А что такое магнитуда землетрясений и в чем ее измеряют? Как ученым удается определять, какие из явлений нанесут ущерб, а какие останутся неощутимыми?

Магнитуда

Учеными были разработаны специальные шкалы, по которым измеряют силу подземных толчков. Чтобы понять, что такое магнитуда землетрясения, необходимо ознакомиться с величинами измерений этого явления.

Есть несколько типов шкал: Меркалли - Канкани, Медведева - Шпонхойера - Карника, Рихтера. Благодаря им понятно, что такое магнитуда. Это число, которое можно измерить по определенному эталонному показателю. Во время очередного землетрясения принято говорить о бальности и магнитуде.

Шкала определения магнитуды

Самой первой шкалой длительное время считали сетку Меркалли - Канкани. В наше время она является устаревшей моделью, так что значение подземных толчков ею не измеряют.

Однако на ее основе разработаны все современные методы оценки силы ударов, в числе которых международная шкала MSK 64 (Медведева - Шпонхойера - Карника). Ее берут в большинстве стран мира для анализа интенсивности явления.

MSK 64

Данная система оценки представлена двенадцатибальной шкалой. По ней можно узнать, что характеризует магнитуда землетрясения:

• 1 балл. Такие явления не ощущаются людьми, но их фиксируют аппараты.
• 2 балла. В некоторых случаях могут наблюдаться людьми, чаще всего на верхних этажах зданий.
• 3 балла. Удары заметны тем, у кого высокая чувствительность.
• Землетрясение 4 балла. Отмечается дребезжание стекол.
• 5 баллов. Считается достаточно ощутимым землетрясением, при котором могут раскачиваться отдельные предметы.
• 6 баллов. Образование трещин на зданиях.
• 7 баллов. Возможно падение тяжелых предметов. В стенах зданий появляются крупные трещины.
• 8 баллов. Дома частично рушатся.
• 9 баллов. Здания и другие конструкции рушатся.
• 10 баллов. В грунте возникают глубокие трещины, старые строения полностью разрушаются.
• 11 баллов. На поверхности земли появляются многочисленные трещины, в горах происходят обвалы. Здания полностью разрушаются.
• 12. Рельеф серьезно изменяется, а строения полностью разрушаются.

Оценка по системе Рихтера

В 1935 году ученый Ч. Рихтер предположил, что магнитуда - это энергия сейсмических волн. На основе этого утверждения он разработал особую шкалу, по которой до сих пор проводят оценку сотрясательной активности.

Шкала магнитуд Рихтера характеризует величину энергии, выделяемой во время сейсмологической активности. В ней используется логарифмический масштаб, где каждое значение указывает на толчок в десять раз больше предыдущего. К примеру, если фиксируется землетрясение 4 балла, то явление вызовет в десять раз более сильное колебание, чем магнитуда 3 балла по этой же шкале.

По Рихтеру, сейсмологическая активность измеряется следующим образом:

1.0-2.0 - фиксируется приборами;

2.0-3.0 - слабые ощущения толчков;

3.0 - раскачиваются люстры в домах;

4-5 - толчки слабые, но могут вызывать незначительные разрушения;

6.0 - толчки, способные вызвать умеренные разрушения;

7 - трудно устоять на ногах, по стенам начинают идти трещины, лестничные пролеты могут разрушаться;

8.5 - очень сильные землетрясения, способные вызывать изменения рельефа.

9 - вызывает цунами, почва сильно трескается.

10 - глубина разлома сто и более километров.

Землетрясения в истории

Одним из самых сильных землетрясений в мире стала сейсмологическая активность, зафиксированная в 1960 году в Чили. По шкале Рихтера, приборы указали на значительную активность. Тогда чилийцы узнали, что такое магнитуда 8.5 балла. Толчки вызвали цунами с десятиметровой высотой волн.

Через четыре года, в северной части Аляскинского залива, были зафиксированы сотрясания магнитудой 9 баллов. Из-за этой активности плит произошло сильное изменение береговой линии некоторых островов.

Еще одно мощное землетрясение произошло в 2004 году в Индийском океане. По шкале Рихтера ему присвоено 9 баллов. Толчки стали причиной возникновения сильнейшего цунами с высотой волны более пятнадцати метров.

В 2011 году, в Японии, произошло землетрясение, которое стало причиной огромной трагедии: погибли тысячи людей и была разрушена АЭС.

К сожалению, подобные катастрофы не большая редкость. Как предотвратить землетрясения, ученым пока неизвестно.

«Шкала Рихтера» - так в обиходе называют шкалу, показывающую магнитуду землетрясения.

Шкала Рихтера характеризует энергию, которая в виде сейсмических волн выделяется во время землетрясения. Предложена эта система относительно недавно – в 1935 году.

Шкалу Рихтера иногда путают с другой классификацией, показывающей уровень воздействия землетрясения на внешние объекты – людей, строения, природные образования. На самом деле это две разные шкалы.

Система Рихтера содержит условные единицы от 1 до 9,5, а шкала интенсивности – 7 или 12 баллов. Во время землетрясения сразу можно определить лишь его магнитуду, а интенсивность возможно оценить позже, когда становятся известны последствия колебаний.

Создание шкалы Рихтера

Первая шкала, позволяющая оценить интенсивность землетрясения, была предложена ещё в 1902 году; её создателем был Джузеппе Меркалли – итальянский священник и геолог. Научной эту классификацию можно назвать с большой натяжкой: описание степени толчков производится в ней на основании чисто субъективных ощущений.

Например – землетрясение в II балла описывается как «ощущающееся в спокойной обстановке на верхних этажах зданий»; однако с тех пор изменились строительные технологии, этажей стало гораздо больше, а «спокойная обстановка» - понятие и вовсе индивидуальное для каждого человека.

Если дом рушится, но люди успели выбежать, то баллов даётся меньше, а если погибли под обломками – то больше. Впоследствии сам Рихтер усовершенствовал шкалу Меркалли, и в таком виде она иногда используется до сих пор – в основном в США. Однако Рихтер желал получить по-настоящему объективную и строгую систему оценки землетрясений.

Он предложил использовать стандартный сейсмограф, фиксирующий толчки с помощью колебаний иглы. Сила землетрясения в предложенной системе оценивалась как десятичный логарифм передвижения иглы, при том что сейсмограф расположен не дальше чем за 600 км от эпицентра. Расстояние от эпицентра влияет на точность измерений, поэтому в уравнение вводилась корректирующая функция, вычисляемая по таблице.

Однако у этой системы были свои недостатки: За основу для градуирования своей шкалы Рихтер брал землетрясения Южной Калифорнии, очаги которых располагаются неглубоко. Первая шкала Рихтера заканчивалась на 6,8 единиц, поскольку большее не позволяло тогдашнее оборудование. Метод измерял только поверхностные волны, в то время как при глубинных землетрясениях значительная часть энергии выделяется в виде объёмных волн.

По-видимому, в то время молодому учёному не хватало знаний о землетрясениях различных видов. Долгие годы наблюдений за этим явлением позволили существенно переработать и уточнить шкалу Рихтера. В настоящее время используются несколько её разновидностей, применяющихся для разных случаев.

Бено Гутенберг

Честь создания шкалы Рихтера принадлежит не одному только Рихтеру. Он разработал её в сотрудничестве с Бено Гутенбергом – выходцем из Германии. Гутенберг также серьёзно изучал землетрясения, однако он был евреем, поэтому с приходом к власти нацистов вынужден был бежать в США. Там он и основал сейсмическую лабораторию, в которой вместе с ним начал работать Рихтер.

В 1935 г. профессор Ч. Рихтер предложил оценивать энергию землетрясения магнитудой (от лат. величина).

Магнитуда землетрясений - условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясением. Магнитуда пропорциональна логарифму энергии землетрясений и позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии.

Значение магнитуды землетрясений определяется из наблюдений на сейсмических станциях. Колебания грунта, возникающие при землетрясениях, регистрируются специальными приборами - сейсмографами.

Результатом записи сейсмических колебаний является сейсмограмма , на которой записываются продольные и поперечные волны. Наблюдения над землетрясениями осуществляются сейсмической службой страны. Магнитуда М, интенсивность землетрясения в баллах и глубина очага Н связаны между собой (см. табл.1).

Сейсмологи используют несколько магнитудных шкал. В Японии используют шкалу из семи магнитуд. Именно из этой шкалы исходил Рихтер К. Ф., предлагая свою усовершенствованную 9-магнитудную шкалу. Шкала Рихтера - сейсмическая шкала магнитуд, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Магнитуда самых сильных землетрясений по шкале Рихтера не превышает 9.

Отражающий силу землетрясений “магнитудный” масштаб, который предложен американским сейсмологом Рихтером, соответствует амплитуде наибольшего горизонтального смещения, записанного стандартным сейсмографом на расстоянии 10 км от эпицентра (точки земной поверхности непосредственно над фокусом землетрясения). Изменение этого наибольшего горизонтального смещения в зависимости от расстояния и глубины фокуса землетрясения (глубины от поверхности земли до области зарождения землетрясения) определяют при помощи эмпирических таблиц и графиков. Определенные таким способом магнитуды связаны с энергией эмпирическим уравнением LogE = 11,4 + 1,5 М ,

где М-магнитуда, соответствующая амплитуде горизонтального смещения (Richter, 1958), и Е - суммарная энергия. В соответствии с этой зависимостью каждая последующая единица шкалы Рихтера означает, что высвободившаяся энергия в 31,6 раза больше той, которая соответствует предыдущей единице шкалы. Другие эмпирически установленные зависимости показывают, что при увеличении магнитуды на единицу высвобождается в 60 раз больше энергии. Следовательно, при землетрясении с магнитудой 2 высвобождается в 30-60 раз больше энергии, чем при землетрясении с магнитудой 1, а при землетрясении с магнитудой 8 высвободится энергия, которая в 8х10 5 -12х10 6 раз больше энергии, высвобождающейся при землетрясении с магнитудой 4.

На землетрясения с магнитудой 1 по шкале Рихтера обычно реагируют только чувствительные сейсмографы. Землетрясения с магнитудой 2 при подходящих условиях ощущаются людьми в районе эпицентра. При землетрясениях с магнитудой 4,5 (интенсивность VI-VII; см. табл. 6) разрушения отмечаются лишь в редких случаях. Для удобства сейсмологи говорят о землетрясениях с магнитудой 7 и выше по шкале Рихтера как о сильных землетрясениях (major earthquakes), причем землетрясения с магнитудой 8 и больше будут, очевидно, великими землетрясениями (great earthquakes).

Крупнейшими известными землетрясениями, согласно методу оценки Рихтера, были колумбийское землетрясение 1906 г. и ассамское землетрясение 1950 г. с магнитудой 8,6. Расчетная магнитуда аляскинского землетрясения 1964 г. была порядка 8,4-8,6. Интересно отметить, что фокус всех этих землетрясений, имевших магнитуду, по Рихтеру, свыше 8,0, располагался на небольшой глубине.

Магнитуда М, интенсивность землетрясения в баллах и глубина очага h связаны между собой (табл.1). Чем меньше глубина очага, тем больше интенсивность землетрясения в баллах при одних и тех же значениях магнитуды (выделении энергии в очаге.)

Примерное соотношение магнитуды М и балльности в зависимости от глубины очага h. (таблица 1).

— классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Шкала была предложена в 1935 году американским сейсмологом Чарльзом Рихтером (1900‑1985), теоретически обоснована совместно с американским сейсмологом Бено Гутенбергом в 1941‑1945 годах, получила повсеместное распространение во всем мире.

Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении . Хотя шкала магнитуд в принципе не ограничена, существуют физические пределы величины выделившейся в земной коре энергии.
В шкале использован логарифмический масштаб , так что каждое целое значение в масштабе указывает на землетрясение, в десять раз большее по мощности, чем предыдущее.

Землетрясение с магнитудой 6,0 по шкале Рихтера вызовет в 10 раз более сильное колебание грунта, чем землетрясение с магнитудой 5,0 по той же шкале. Магнитуда землетрясения и его полная энергия — не одно и то же. Энергия, выделяющаяся в очаге землетрясения, при увеличении магнитуды на единицу возрастает примерно в 30 раз.
Магнитуда землетрясения — безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения, измеренных сейсмографом, и некоторого стандартного землетрясения.
Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине.

Землетрясения разной магнитуды (по шкале Рихтера) проявляются следующим образом:
2,0 — самые слабые ощущаемые толчки;
4,5 — самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;
6,0 — умеренные разрушения;
8,5 — самые сильные из известных землетрясений.

Ученые считают, что землетрясения более сильные, чем с магнитудой 9.0, произойти на Земле не могут. Известно, что каждое землетрясение представляет собой толчок или серию толчков, которые возникают в результате смещения горных масс по разлому. Расчеты показали, что размер очага землетрясения (то есть величина площади, на которой произошло смещение горных пород, которыми и определяется сила землетрясения и его энергия) при слабых, едва ощутимых человеком толчках измеряется в длину и по вертикали несколькими метрами.

При землетрясениях средней силы, когда возникают в каменных зданиях трещины, размеры очага достигают уже километров. Очаги же при самых сильных, катастрофических землетрясениях имеют протяженность 500‑1000 километров и уходят на глубину до 50 километров. У максимального из зарегистрированных на Земле землетрясений очаг равен 1000 x 100 километров, т.е. близок к максимальной длине разломов, известных ученым. Невозможно и дальнейшее увеличение глубины очага, так как земное вещество на глубинах более 100 километров переходит в состояние, близкое к плавлению.

Магнитуда характеризует землетрясение как цельное, глобальное событие и не является показателем интенсивности землетрясения, ощущаемой в конкретной точке на поверхности Земли. Интенсивность или сила землетрясения, измеряемая в баллах, не только сильно зависит от расстояния до очага; в зависимости от глубины центра и типа горных пород сила землетрясений с одинаковой магнитудой может различаться на 2‑3 балла.

Шкала балльности (не шкала Рихтера) характеризует интенсивность землетрясения (эффект его воздействия на поверхности), т.е. измеряет ущерб, нанесенный данной местности. Балльность устанавливается при обследовании района по величине разрушений наземных сооружений или деформаций земной поверхности.

Существует большое число сейсмических шкал, которые можно свести к трем основным группам . В России применяется наиболее широко используемая в мире 12‑балльная шкала МSK‑64 (Медведева‑Шпонхойера‑Карника), восходящая к шкале Меркалли‑Канкани (1902), в странах Латинской Америки принята 10‑балльная шкала Росси‑Фореля (1883), в Японии — 7‑балльная шкала.

Оценка интенсивности, в основу которой положены бытовые последствия землетрясения , легко различаемые даже неопытным наблюдателем, в сейсмических шкалах разных стран различна. Например, в Австралии одну из степеней сотрясения сравнивают с тем "как лошадь трется о столб веранды", в Европе такой же сейсмический эффект описывается так — "начинают звонить колокола", в Японии фигурирует "опрокинутый каменный фонарик".

Материал подготовлен на основе информации открытых источников