Developed in the 1930s, it was succeeded in the 1970s by the Moment Magnitude Scale (MMS) which is now the scale used to estimate magnitudes for all modern large earthquakes by the United States Geological Survey.[2] However, earthquake magnitudes are still sometimes incorrectly reported as "an earthquake of XX on the Richter scale", when the correct terminology using the MMS is "a magnitude XX earthquake".
Contents
1 Development
2 Details
3 Richter magnitudes
3.1 Examples
4 Magnitude empirical formulae
5 See also
6 References
7 External links
Development
Charles Richter, c. 1970
In 1935, the seismologists Charles Francis Richter and Beno Gutenberg, of the California Institute of Technology, developed the (future) Richter magnitude scale, specifically for measuring earthquakes in a given area of study in California, as recorded and measured with the Wood-Anderson torsion seismograph. Originally, Richter reported mathematical values to the nearest quarter of a unit, but the values later were reported with one decimal place; the local magnitude scale compared the magnitudes of different earthquakes.[1] Richter derived his earthquake-magnitude scale from the apparent magnitude scale used to measure the brightness of stars.[3]
Richter established a magnitude 0 event to be an earthquake that would show a maximum, combined horizontal displacement of 1.0 µm (0.00004 in.) on a seismogram recorded with a Wood-Anderson torsion seismograph 100 km (62 mi.) from the earthquake epicenter. That fixed measure was chosen to avoid negative values for magnitude, given that the slightest earthquakes that could be recorded and located at the time were around magnitude 3.0. However, the Richter magnitude scale itself has no lower limit, and contemporary seismometers can register, record, and measure earthquakes with negative magnitudes.
M_ ext{L} (local magnitude) was not designed to be applied to data with distances to the hypocenter of the earthquake greater than 600 km (373 mi.).[4] For national and local seismological observatories the standard magnitude scale is today still M_ ext{L}. This scale saturates[clarification needed] at around M_ ext{L} = 7,[5] because the high frequency waves recorded locally have wavelengths shorter than the rupture lengths[clarification needed] of large earthquakes.
Later, to express the size of earthquakes around the planet, Gutenberg and Richter developed a surface wave magnitude scale (M_ ext{s}) and a body wave magnitude scale (M_ ext{b}).[6] These are types of waves that are recorded at teleseismic distances. The two scales were adjusted such that they were consistent with the M_ ext{L} scale. That adjustment succeeded better with the M_ ext{s} scale than with the M_ ext{b} scale. Each scale saturates when the earthquake is greater than magnitude 8.0, and, therefore, the moment magnitude scale (M_ ext{w}) was invented.
The older magnitude-scales were superseded by methods for calculating the seismic moment, from which derived the moment magnitude scale. About the origins of the Richter magnitude scale, C.F. Richter said:
I found a [1928] paper by Professor K. Wadati of Japan in which he compared large earthquakes by plotting the maximum ground motion against [the] distance to the epicenter. I tried a similar procedure for our stations, but the range between the largest and smallest magnitudes seemed unmanageably large. Dr. Beno Gutenberg then made the natural suggestion to plot the amplitudes logarithmically. I was lucky, because logarithmic plots are a device of the devil.
— Charles Richter Interview, abridged from the Earthquake Information Bulletin, Vol. 12, No. 1, January-February, 1980.
Details
The Richter scale was defined in 1935 for particular circumstances and instruments; the particular circumstances refer to it being defined for Southern California and "implicitly incorporates the attenuative properties of Southern California crust and mantle,"[7] and the particular instrument used would became saturated by strong earthquakes and unable to record high values. The scale was replaced by the moment magnitude scale (MMS); for earthquakes adequately measured by the Richter scale, numerical values are approximately the same. Although values measured for earthquakes now are actually M_w (MMS), they are frequently reported as Richter values, even for earthquakes of magnitude over 8, where the Richter scale becomes meaningless. Anything above 5 is classified as a risk by the USGS.[citation needed]
The Richter and MMS scales measure the energy released by an earthquake; another scale, the Mercalli intensity scale, classifies earthquakes by their effects, from detectable by instruments but not noticeable to catastrophic. The energy and effects are not necessarily strongly correlated; a shallow earthquake in a populated area with soil of certain types can be far more intense than a much more energetic deep earthquake in an isolated area.
There are several scales which have historically been described as the "Richter scale", especially the local magnitude M_ ext{L} and the surface wave M_ ext{s} scale. In addition, the body wave magnitude, m_ ext{b}, and the moment magnitude, M_ ext{w}, abbreviated MMS, have been widely used for decades, and a couple of new techniques to measure magnitude are in the development stage.
All magnitude scales have been designed to give numerically similar results. This goal has been achieved well for M_ ext{L}, M_ ext{s}, and M_ ext{w}.[8][9] The m_ ext{b} scale gives somewhat different values than the other scales. The reason for so many different ways to measure the same thing is that at different distances, for different hypocentral depths, and for different earthquake sizes, the amplitudes of different types of elastic waves must be measured.
M_ ext{L} is the scale used for the majority of earthquakes reported (tens of thousands) by local and regional seismological observatories. For large earthquakes worldwide, the moment magnitude scale is most common, although M_ ext{s} is also reported frequently.
The seismic moment, M_o, is proportional to the area of the rupture times the average slip that took place in the earthquake, thus it measures the physical size of the event. M_ ext{w} is derived from it empirically as a quantity without units, just a number designed to conform to the M_ ext{s} scale.[10] A spectral analysis is required to obtain M_o, whereas the other magnitudes are derived from a simple measurement of the amplitude of a specifically defined wave.
All scales, except M_ ext{w}, saturate for large earthquakes, meaning they are based on the amplitudes of waves which have a wavelength shorter than the rupture length of the earthquakes. These short waves (high frequency waves) are too short a yardstick to measure the extent of the event. The resulting effective upper limit of measurement for M_L is about 7[5] and about 8.5[5] for M_ ext{s}.[11]
New techniques to avoid the saturation problem and to measure magnitudes rapidly for very large earthquakes are being developed. One of these is based on the long period P-wave,[12] the other is based on a recently discovered channel wave.[13]
The energy release of an earthquake,[14] which closely correlates to its destructive power, scales with the 3⁄2 power of the shaking amplitude. Thus, a difference in magnitude of 1.0 is equivalent to a factor of 31.6 (=({10^{1.0}})^{(3/2)}) in the energy released; a difference in magnitude of 2.0 is equivalent to a factor of 1000 (=({10^{2.0}})^{(3/2)} ) in the energy released.[15] The elastic energy radiated is best derived from an integration of the radiated spectrum, but one can base an estimate on m_ ext{b} because most energy is carried by the high frequency waves.
Richter magnitudes
The Richter magnitude of an earthquake is determined from the logarithm of the amplitude of waves recorded by seismographs (adjustments are included to compensate for the variation in the distance between the various seismographs and the epicenter of the earthquake). The original formula is:[16]
M_mathrm{L} = log_{10} A - log_{10} A_mathrm{0}(delta) = log_{10} [A / A_mathrm{0}(delta)],
where A is the maximum excursion of the Wood-Anderson seismograph, the empirical function A0 depends only on the epicentral distance of the station, delta. In practice, readings from all observing stations are averaged after adjustment with station-specific corrections to obtain the M_ ext{L} value.
Because of the logarithmic basis of the scale, each whole number increase in magnitude represents a tenfold increase in measured amplitude; in terms of energy, each whole number increase corresponds to an increase of about 31.6 times the amount of energy released, and each increase of 0.2 corresponds to a doubling of the energy released.
Events with magnitudes greater than 4.5 are strong enough to be recorded by a seismograph anywhere in the world, so long as its sensors are not located in the earthquake's shadow.
The following describes the typical effects of earthquakes of various magnitudes near the epicenter. The values are typical only and should be taken with extreme caution, since intensity and thus ground effects depend not only on the magnitude, but also on the distance to the epicenter, the depth of the earthquake's focus beneath the epicenter, the location of the epicenter and geological conditions (certain terrains can amplify seismic signals).
Magnitude Description Mercalli intensity Average earthquake effects Average frequency of occurrence (estimated)
Less than 2.0 Micro I Microearthquakes, not felt, or felt rarely by sensitive people. Recorded by seismographs.[17] Continual/several million per year
2.0–2.9 Minor I to II Felt slightly by some people. No damage to buildings. Over one million per year
3.0–3.9 II to IV Often felt by people, but very rarely causes damage. S
พัฒนาในช่วงทศวรรษ 1930 มันไม่ประสบความสำเร็จในทศวรรษ 1970 โดยในช่วงขนาดสเกล (MMS) ซึ่งเป็นมาตราส่วนที่ใช้ในการประเมิน magnitudes สำหรับแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ทันสมัยทั้งหมด โดยสำรวจธรณีวิทยาสหรัฐอเมริกา [2] อย่างไรก็ตาม แผ่นดินไหว magnitudes ยังไม่ถูกต้องบางครั้งรายงานเป็น "แผ่นดินไหวของ XX ถือ" เมื่อคำศัพท์ถูกต้องที่ใช้ MMS เป็น "แบบ XX แผ่นดินไหวขนาด"เนื้อหา พัฒนา 1 2รายละเอียด 3 ถือ magnitudes 3.1 ตัวอย่าง สูตร empirical ขนาด 4 5 ดู 6 อ้างอิง เชื่อมโยงภายนอก 7พัฒนาชาลส์ถือ c. 1970ในปี 1935, seismologists ถือ Francis ชาร์ลส์และ Beno กูเทนแบร์ก ของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย พัฒนาแบบ (ในอนาคต) ริก เฉพาะสำหรับการวัดแผ่นดินไหวในพื้นที่ที่กำหนดเรียนในแคลิฟอร์เนีย บันทึก และวัด ด้วย seismograph แรงบิดไม้แอนเดอร์สัน เดิม รายงานไตรมาสที่ดีสุดของหน่วยถือค่าทางคณิตศาสตร์ แต่ค่าในภายหลังมีรายงานกับตำแหน่งทศนิยมหนึ่ง มาตราขนาดโมเมนต์ภายในเปรียบเทียบ magnitudes ของแผ่นดินไหวแตกต่างกัน [1] ถือมาขนาดแผ่นดินไหวขนาดของเขาจากความส่องสว่างปรากฏสเกลที่ใช้วัดความสว่างของดาว [3]ถือสร้างเหตุการณ์ขนาด 0 จะ แผ่นดินไหวที่จะแสดงมากที่สุด รวมย้ายแนวของ 1.0 µm (0.00004 ค่ะ) seismogram บันทึก ด้วย seismograph แรงบิดเป็นไม้แอนเดอร์สัน 100 กิโลเมตร (62 mi.) จากจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว ที่วัดคงถูกเลือกเพื่อหลีกเลี่ยงค่าขนาด ระบุว่าแผ่นดินไหวเพียงน้อยนิดที่สามารถบันทึก และตั้งเวลาได้รอบขนาด 3.0 อย่างไรก็ตาม ริกเองได้ไม่จำกัดต่ำกว่า และ seismometers ร่วมสมัยสามารถลง ทะเบียน บันทึก และวัดแผ่นดินไหวกับ magnitudes ลบM_ ext {L } (เฉพาะขนาด) ไม่ได้ถูกออกแบบให้ใช้กับข้อมูลที่ มีระยะทางถึง hypocenter ของแผ่นดินไหวมากกว่า 600 กิโลเมตร (373 mi) [4] สำหรับท้องถิ่น และชาติ observatories seismological ขนาดขนาดมาตรฐานได้วันนี้ยังคง M_ ext {L } สเกลนี้ saturates [ชี้แจงที่จำเป็น] ที่สถาน M_ ext {L } = 7, [5] เนื่องจากคลื่นความถี่สูงที่บันทึกในเครื่องมีความยาวคลื่นที่สั้นกว่าความยาวแตก [ชี้แจงที่จำเป็น] ของแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ภายหลัง การแสดงขนาดของแผ่นดินไหวทั่วโลก กูเทนแบร์กและถือพัฒนามาตราส่วนขนาดคลื่นพื้นผิว (M_ ext {s }) และมีร่างกายคลื่นขนาดมาตราส่วน (M_ ext {b }) [6] เหล่านี้เป็นชนิดของคลื่นที่ถูกบันทึกไว้ที่ระยะทาง teleseismic ได้มีการปรับปรุงระดับสองเช่นที่พวกเขาสอดคล้องกับมาตรา M_ ext {L } ปรับปรุงที่ประสบความสำเร็จดี ด้วยขนาด M_ ext {s } กว่าด้วยขนาด M_ ext {b } แต่ละขนาด saturates เมื่อแผ่นดินไหวขนาด 8.0 มากกว่า และ ดังนั้น จึง คิดค้นการมาตราขนาดโมเมนต์ (M_ ext {w })เก่าขนาดสเกลถูกทดแทน ด้วยวิธีคำนวณโมเมนต์ จากที่มาที่มาตราขนาดโมเมนต์ เกี่ยวกับต้นกำเนิดของการริก ถือ C.F. กล่าวว่า: พบกระดาษ [1928] โดยศาสตราจารย์คุณ Wadati ของญี่ปุ่นซึ่งเขาเปรียบเทียบแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ โดยพล็อตการเคลื่อนไหวของพื้นดินสูงสุดกับ [ที่] ระยะห่างจากจุดศูนย์กลาง ฉันพยายามขั้นตอนคล้ายกันสำหรับสถานีของเรา แต่ช่วงระหว่าง magnitudes ที่ใหญ่ที่สุด และน้อยที่สุดดูเหมือนใหญ่ unmanageably ดร. Beno กูเทนแบร์กแล้วทำการแนะนำธรรมชาติไปในช่วงการลงจุดแบบลอการิทึม ผมโชคดี เพราะผืนลอการิทึม อุปกรณ์ของมาร คือสรุปชาลส์ถือสัมภาษณ์ จากหมายเลขข่าวข้อมูลแผ่นดินไหว ปี 12, 1 มกราคมกุมภาพันธ์ 1980รายละเอียดถือกำหนดไว้ในปี 1935 ในสถานการณ์เฉพาะและเครื่องมือ สถานการณ์เฉพาะหมายถึงการกำหนดแคลิฟอร์เนียภาคใต้และ "นัยประกอบด้วยคุณสมบัติของเปลือกแคลิฟอร์เนียภาคใต้และหิ้ง attenuative" [7] และเครื่องมือเฉพาะที่ใช้จะเป็นการอิ่มตัวเกิดแผ่นดินไหวที่แข็งแกร่ง และสามารถบันทึกค่าสูง มาตราส่วนถูกแทนที่ โดยมาตราขนาดโมเมนต์ (MMS); สำหรับการเกิดแผ่นดินไหววัด โดยถืออย่างเพียงพอ ค่าตัวเลขโดยประมาณเหมือนกัน แม้ว่าค่าที่วัดการเกิดแผ่นดินไหวมีจริง M_w (MMS), พวกเขามักรายงานเป็นถือค่า แม้สำหรับแผ่นดินไหวขนาดกว่า 8 ที่ถือจะไม่ สิ่งที่อยู่เหนือ 5 ถูกจัดประเภทเป็นความเสี่ยง โดย USGS [ต้องการอ้างอิง]พลังงานที่ปล่อยออกมาจากแผ่นดินไหว วัดสเกลถือและ MMS มาตราส่วนอื่น การเมร์ ประมวลแผ่นดินไหว โดยผลของพวกเขา จากการตรวจ โดยเครื่องมือ แต่ไม่ชัดจะรุนแรง พลังงานและลักษณะพิเศษไม่จำเป็นต้องขอ correlated แผ่นดินไหวตื้นในพื้นที่ประชากรมีดินบางชนิดอาจรุนแรงมากขึ้นกว่าแผ่นดินไหวลึกมีพลังมากในการแยกมีหลายระดับซึ่งมีประวัติถูกอธิบายว่า "ถือระดับ" โดยเฉพาะอย่างยิ่งขนาดภายใน M_ ext {L } และคลื่นพื้นผิวขนาด M_ ext {s } นอกจากนี้ ขนาดร่างกายคลื่น m_ ext {b }, และในขณะนี้ ขนาด M_ ext {w }, MMS ย่อ ได้ถูกใช้มานานหลายทศวรรษ และคู่ของเทคนิคใหม่ในการวัดขนาดที่อยู่ในระยะพัฒนาเครื่องชั่งน้ำหนักขนาดทั้งหมดออกแบบมาให้ผลคล้ายกันเรียงตามตัวเลข เป้าหมายนี้ได้รับความดีสำหรับ M_ ext {L }, {s } M_ ext และ M_ ext {w } [8] [9] มาตราส่วน m_ ext {b } ให้ค่าต่างกว่าระดับอื่น ๆ เหตุผลหลายวิธีในการวัดสิ่งเดียวกันคือที่ระยะทางต่าง ๆ สำหรับ hypocentral ความลึกที่แตกต่างกัน และสำหรับขนาดแผ่นดินไหวแตกต่างกัน ช่วงของคลื่นยืดหยุ่นแตกต้องวัดM_ ext {L } เป็นสเกลใช้สำหรับรายงานการเกิดแผ่นดินไหวส่วนใหญ่ (หมื่น) โดย observatories seismological ท้องถิ่น และภูมิภาค สำหรับแผ่นดินไหวใหญ่ทั่วโลก การมาตราขนาดโมเมนต์เป็นทั่ว ถึงแม้ว่ารายงาน M_ ext {s } ยังบ่อยThe seismic moment, M_o, is proportional to the area of the rupture times the average slip that took place in the earthquake, thus it measures the physical size of the event. M_ ext{w} is derived from it empirically as a quantity without units, just a number designed to conform to the M_ ext{s} scale.[10] A spectral analysis is required to obtain M_o, whereas the other magnitudes are derived from a simple measurement of the amplitude of a specifically defined wave.All scales, except M_ ext{w}, saturate for large earthquakes, meaning they are based on the amplitudes of waves which have a wavelength shorter than the rupture length of the earthquakes. These short waves (high frequency waves) are too short a yardstick to measure the extent of the event. The resulting effective upper limit of measurement for M_L is about 7[5] and about 8.5[5] for M_ ext{s}.[11]New techniques to avoid the saturation problem and to measure magnitudes rapidly for very large earthquakes are being developed. One of these is based on the long period P-wave,[12] the other is based on a recently discovered channel wave.[13]The energy release of an earthquake,[14] which closely correlates to its destructive power, scales with the 3⁄2 power of the shaking amplitude. Thus, a difference in magnitude of 1.0 is equivalent to a factor of 31.6 (=({10^{1.0}})^{(3/2)}) in the energy released; a difference in magnitude of 2.0 is equivalent to a factor of 1000 (=({10^{2.0}})^{(3/2)} ) in the energy released.[15] The elastic energy radiated is best derived from an integration of the radiated spectrum, but one can base an estimate on m_ ext{b} because most energy is carried by the high frequency waves.Richter magnitudesThe Richter magnitude of an earthquake is determined from the logarithm of the amplitude of waves recorded by seismographs (adjustments are included to compensate for the variation in the distance between the various seismographs and the epicenter of the earthquake). The original formula is:[16] M_mathrm{L} = log_{10} A - log_{10} A_mathrm{0}(delta) = log_{10} [A / A_mathrm{0}(delta)], where A is the maximum excursion of the Wood-Anderson seismograph, the empirical function A0 depends only on the epicentral distance of the station, delta. In practice, readings from all observing stations are averaged after adjustment with station-specific corrections to obtain the M_ ext{L} value.Because of the logarithmic basis of the scale, each whole number increase in magnitude represents a tenfold increase in measured amplitude; in terms of energy, each whole number increase corresponds to an increase of about 31.6 times the amount of energy released, and each increase of 0.2 corresponds to a doubling of the energy released.Events with magnitudes greater than 4.5 are strong enough to be recorded by a seismograph anywhere in the world, so long as its sensors are not located in the earthquake's shadow.The following describes the typical effects of earthquakes of various magnitudes near the epicenter. The values are typical only and should be taken with extreme caution, since intensity and thus ground effects depend not only on the magnitude, but also on the distance to the epicenter, the depth of the earthquake's focus beneath the epicenter, the location of the epicenter and geological conditions (certain terrains can amplify seismic signals).Magnitude Description Mercalli intensity Average earthquake effects Average frequency of occurrence (estimated)Less than 2.0 Micro I Microearthquakes, not felt, or felt rarely by sensitive people. Recorded by seismographs.[17] Continual/several million per year2.0–2.9 Minor I to II Felt slightly by some people. No damage to buildings. Over one million per year3.0–3.9 II to IV Often felt by people, but very rarely causes damage. S
การแปล กรุณารอสักครู่..
