Pomiar intensywności trzęsień ziemi za pomocą skali sejsmicznej

Pierwsze wymyślone narzędzie pomiarowe trzęsienia ziemi była skala intensywności sejsmicznej. Jest to przybliżona skala liczbowa, która opisuje, jak silne jest trzęsienie ziemi w miejscu, w którym stoisz - jak źle jest „w skali od 1 do 10.”

Nie jest trudno wymyślić zestaw opisów dla intensywności 1 („ledwo mogłem to poczuć”) i 10 („Wszystko wokół mnie upadło!”) I stopniowania pomiędzy nimi. Skala tego rodzaju, jeśli jest starannie wykonana i konsekwentnie stosowana, jest przydatna, mimo że opiera się wyłącznie na opisach, a nie pomiarach.

Skale wielkości trzęsienia ziemi (całkowita energia trzęsienia ziemi) przyszedł później, w wyniku wielu postępów w sejsmometrach i dziesięcioleci gromadzenia danych. Chociaż siła sejsmiczna jest interesująca, intensywność sejsmiczna jest ważniejsza: dotyczy silnych ruchów, które faktycznie wpływają na ludzi i budynki. Mapy intensywności są cenione za praktyczne rzeczy, takie jak planowanie miasta, kodeksy budowlane i reagowanie w sytuacjach awaryjnych.

Opracowano dziesiątki skal intensywności sejsmicznej. Pierwszy z nich był szeroko stosowany przez Michele de Rossi i Francois Forel w 1883 roku, a zanim rozpowszechniono sejsmografy, Skala Rossi-Forel było najlepszym narzędziem naukowym, jakie mieliśmy. Używał cyfr rzymskich, od intensywności I do X.

W Japonii Fusakichi Omori opracował skalę opartą na typach budowli, takich jak kamienne latarnie i świątynie buddyjskie. Siedmiopunktowa skala Omori nadal stanowi podstawę oficjalnej skali intensywności sejsmicznej Japońskiej Agencji Meteorologicznej. Inne wagi weszły w życie w wielu innych krajach.

We Włoszech 10-punktowa skala intensywności opracowana w 1902 r. Przez Giuseppe Mercalli została zaadaptowana przez kolejne osoby. Kiedy H. O. Wood i Frank Neumann przetłumaczyli jedną wersję na angielski w 1931 roku i nazwali ją zmodyfikowaną skalą Mercalli. Od tego czasu jest to amerykański standard.

The Zmodyfikowana skala Mercalli składa się z opisów od niewinnych („I. Nie odczuwalny przez nielicznych ”) do przerażających („ XII. Obrażenia ogółem... Przedmioty wyrzucone w górę w powietrze ”). Obejmuje zachowanie ludzi, reakcje domów i większych budynków oraz zjawiska naturalne.

Na przykład reakcje ludzi wahają się od ledwie wyczuwalnego ruchu ziemi przy intensywności I do każdego biegającego na zewnątrz przy intensywności VII, tej samej intensywności, przy której kominy zaczynają pękać. Na intensywności VIII piasek i błoto są wyrzucane z ziemi, a ciężkie meble przewracają się.

Przekształcanie raportów ludzkich w spójne mapy zdarza się dzisiaj w Internecie, ale kiedyś było to dość pracochłonne. W następstwie trzęsienia ziemi naukowcy zebrali raporty dotyczące intensywności tak szybko, jak tylko mogli. Postmasterzy w Stanach Zjednoczonych przesyłali rządowi raport za każdym razem, gdy dochodzi do trzęsienia ziemi. To samo zrobili prywatni obywatele i lokalni geolodzy.

Jeśli jesteś w gotowości na trzęsienie ziemi, zastanów się, aby dowiedzieć się więcej o tym, co robią badacze trzęsień ziemi, pobierając ich oficjalna instrukcja terenowa. Mając te raporty w ręce, śledczy z US Geological Survey przeprowadzili wywiad z innymi eksperci, tacy jak inżynierowie budowlani i inspektorzy, aby pomóc im w mapowaniu stref równoważnych intensywność. Ostatecznie sfinalizowano i opublikowano mapę konturową pokazującą strefy intensywności.

Mapa intensywności może pokazywać kilka użytecznych rzeczy. Może nakreślić błąd, który spowodował trzęsienie ziemi. Może również pokazywać obszary niezwykle silnego wstrząsania z dala od usterki. Te obszary „złej ziemi” są ważne, na przykład, jeśli chodzi o podział na strefy, planowanie klęsk żywiołowych lub decydowanie, gdzie należy kierować autostrady i inną infrastrukturę.

W 1992 r. Europejski komitet postanowił udoskonalić skalę intensywności sejsmicznej w świetle nowej wiedzy. W szczególności dowiedzieliśmy się wiele o tym, jak różne rodzaje budynków reagują na wstrząsy - w efekcie możemy traktować je jak sejsmografy amatorskie.

W 1995 r. Europejska skala makrosejsmiczna (EMS) została powszechnie przyjęta w całej Europie. Ma 12 punktów, tak samo jak skala Mercalli, ale jest o wiele bardziej szczegółowy i precyzyjny. Zawiera na przykład wiele zdjęć zniszczonych budynków.

Kolejny postęp polegał na tym, że można przypisać intensywniejsze liczby intensywnościom. EMS zawiera określone wartości przyspieszenia gruntu dla każdej rangi intensywności. (Podobnie jak najnowsza japońska skala.) Nowa skala nie może być nauczana w jednym ćwiczeniu laboratoryjnym, tak jak skala Mercalli jest nauczana w Stanach Zjednoczonych. Ale ci, którzy go opanują, będą najlepsi na świecie w wydobywaniu dobrych danych z gruzu i zamieszania po trzęsieniu ziemi.

Badanie trzęsień ziemi z każdym rokiem staje się coraz bardziej wyrafinowane, a dzięki tym postępom najstarsze metody badawcze działają lepiej niż kiedykolwiek. Ładne maszyny i czyste dane stanowią dobrą naukę podstawową.

Ale jedną wielką praktyczną korzyścią jest to, że możemy skalibrować wszelkiego rodzaju uszkodzenia spowodowane trzęsieniem ziemi w stosunku do sejsmografu. Teraz możemy wydobyć dobre dane z rejestrów ludzkich, w których - i kiedy - nie ma sejsmometrów. Intensywności można oszacować dla trzęsień ziemi w całej historii, używając starych zapisów, takich jak pamiętniki i gazety.

Ziemia jest wolno poruszającym się miejscem, aw wielu miejscach typowy cykl trzęsień ziemi trwa wieki. Nie mamy stuleci czekania, więc uzyskanie wiarygodnych informacji o przeszłości jest cennym zadaniem. Starożytne zapisy ludzkie są znacznie lepsze niż nic, a czasami to, czego dowiadujemy się o przeszłych zdarzeniach sejsmicznych, jest prawie tak dobre, jak posiadanie tam sejsmografów.