Mercalli-intenzitási skála (MCS/MWN): földrengések hatás szerinti osztályozása
Mercalli-intenzitási skála (MCS/MWN): részletes útmutató a földrengések hatás szerinti osztályozásáról, fokozatoktól a történeti háttérig — érthetően és gyakorlatiasan.
A Mercalli-intenzitási skála (pontosabban a módosított Mercalli-intenzitási skála) a földrengések intenzitásának — azaz a földrengés helyi hatásainak és okozott károknak — leírására szolgáló, kvalitatív skála. A Richter-skálával ellentétben a Mercalli-skála nem a rengés felszabadított energiáját vagy amplitúdóját méri, hanem azt, hogy a rengést az emberek hogyan érezték, és milyen fizikai károkat okozott. Így különösen hasznos a múltbeli (instrumentumok előtti) rengések vizsgálatánál és a helyi hatások feltérképezésénél.
Nagyon gyakran a nem geológusok és a mentési szervezetek is ezt a skálát használják, mert az emberek számára könnyebb leírni, milyen károk és jelenségek köthetők egy rengéshez, mint laboratóriumi méréseket végezni vagy magnitudegy számítást megadni.
Az intenzitás értékei I-től XII-ig terjednek: I — Instrumentális (gyakorlatilag csak műszerekkel érzékelhető) és XII — Katasztrofális (teljes pusztulás). Az egyes fokozatok leírása a helyi tapasztalatokra és a károk jellegére épül.
Rövid történet: Giuseppe Mercalli (1850–1914) eredetileg tízfokozatú skálát dolgozott ki. Adolfo Cancani 1902-ben tizenkét fokozatra bővítette, majd August Heinrich Sieberg továbbfejlesztette és átírta a skálát; emiatt a skálát gyakran Mercalli–Cancani–Sieberg (MCS) néven említik. Harry O. Wood és Frank Neumann angolra fordította és adaptálta a skálát, amelyet Mercalli–Wood–Neumann (MWN) néven publikáltak. Charles Francis Richter is részt vett a munkában; később ő dolgozta ki a ma ismert Richter-skálát, amely a rengések magnitúdóját méri.
Mire utalnak az egyes fokozatok? (tömör, tipikus hatások)
- I — Instrumentális: Nem érzik az emberek; csak műszerekkel észlelhető.
- II — Gyenge: Csak néhányan, különösen a nyugodtan tartózkodók érzékelik; lógó tárgyak kisebb kilengése.
- III — Gyenge–könnyű: Több ember érzi; háztartási tárgyak mozdulnak; ablakok, ajtók zöröghetnek.
- IV — Mérsékelt: Sok ember érzi; álló autók ingadozhatnak, tárgyak leesnek a polcokról; könnyű pánik.
- V — Érezhető mindenhol: Többen felriadnak; kisebb repedések a vakolatban; tárgyak dőlnek, könnyebb bútorok elmozdulnak.
- VI — Közepes: Gyenge épületekben látható károk; kémények, díszítőelemek sérülnek; falak repedhetnek.
- VII — Mérsékelt–súlyos: Sok épületben repedések; egyes szerkezetek részben romlanak; nehezebb tárgyak elmozdulnak.
- VIII — Jelentős: Súlyos szerkezeti sérülések; falak megrepednek, kisebb épületek jelentősen károsodnak vagy összeomlanak; földfelszín repedései előfordulhatnak.
- IX — Nagyon súlyos: Számos épület súlyosan megrongálódik vagy romokban; csövek, utak, hidak károsodhatnak; talajfelszín változása.
- X — Rendkívüli: Széleskörű összeomlás; vasúti sínek meghajolhatnak; nagyterjedelmű földmozgások, belső csatornázás, utak súlyosan károsodnak.
- XI — Rendkívül ritka, katasztrofális: Szinte minden épület megsemmisül; hidak és nagy szerkezetek összeomlanak; jelentős felszínváltozások.
- XII — Teljes pusztulás: Teljes körű rombolás, a táj jelentős mértékben átalakul; tárgyak repülnek a levegőben (leíró, szélsőséges jelenségek).
Hol és hogyan használják a Mercalli-skálát?
- Macroseizmikus elemzések: történelmi rengések intenzitásának rekonstruálása, ha nincsenek műszeres adatok.
- Helyi hatások térképezése: a legfeljebb érzékelt intenzitás térképe (intenzitás-térkép) segít az azonnali reagálásban és a sérülékenység felmérésében.
- Épület- és várostervezés: a skála alapján mérhető a helyi kockázat és a beavatkozási prioritások felállítása.
Milyen korlátai vannak?
- Szubjektivitás: az egyes fokozatok leírása emberek megfigyelésein és káreseményeken alapul, ezért némi szubjektív eltérés lehet.
- Építési minőség és helyi talaj: a károk mértéke erősen függ az épületek szerkezetétől és a talaj geotechnikai tulajdonságaitól (talajerősítés, labilis rétegek növelhetik az intenzitás látszólagos hatását).
- Távolság és mélység: az intenzitás gyorsan csökken a távolsággal és függ a rengés hipocentrális mélységétől.
- Átszámítások korlátai: bár a magnitúdó (pl. Richter) és a helyi maximális intenzitás között van korreláció, nincs egyszerű, univerzális átszámítás — a helyi körülmények döntőek.
Kapcsolat a Richter-skálával és más mérőszámokkal
A Mercalli-intenzitás és a magnitúdó (például a Richter-skála) más-más dolgot mér: a magnitúdó a rengés energiájának mértéke (egyetlen érték a rengésre), míg az intenzitás a helyi következmények skálája, amely térben változik. Egy nagy magnitúdójú rengés általában nagyobb maximális intenzitást okoz, de a helyi maximum intenzitás erősen függ a távolságtól, mélységtől, talajtól és épületektől.
Gyakorlati megjegyzések
- A Mercalli-skála különösen értékes a történeti kutatásokban, ahol a források leírásai alapján lehet becslést adni a rengés erősségére.
- Sürgősségi helyzetben az intenzitás-leírások segítik a mentési prioritások felállítását (hol a legnagyobb az éles veszély és a legnagyobb a károsodás).
- Modern gyakorlatban a skála mellett műszeres adatok (seizmogramok, GPS, InSAR) is rendelkezésre állnak, így a kétféle információt kombinálva kapjuk a legpontosabb képet a rengés hatásairól.
Összefoglalva: a Mercalli/MCS/MWN típusú intenzitási skálák hasznos, emberközeli szemléletet adnak a földrengések hatásairól, és kiegészítik a mérnöki és tudományos műszeres méréseket olyan helyzetekben, amikor az emberek tapasztalatai és a károk leírása létfontosságú.
Módosított Mercalli intenzitási skála
A módosított Mercalli-intenzitási skála alsó fokozatai általában azzal foglalkoznak, hogy a földrengést az emberek hogyan érzékelik. A skála magasabb számai a szerkezetekben megfigyelt károkon alapulnak.
A nagy táblázat a Modified Mercalli-skála szerinti intenzitásokat adja meg, amelyeket jellemzően a földrengés epicentrumához közeli helyeken figyelnek meg.
| I. Nem éreztem | Az ember nem érzi, de a technológia képes érzékelni. |
| II. Gyenge | Csak néhány személy érzi alvás közben, különösen az épületek felsőbb emeletein. |
| III. Gyenge | A zárt térben tartózkodó személyek meglehetősen érezhetően érzik, különösen az épületek felsőbb emeletein. Sokan nem ismerik fel földrengésként. Az álló gépkocsik enyhén meginoghatnak. Teherautó áthaladásához hasonló rezgések. Becsült időtartam. |
| IV. Fény | Sokan a beltérben, kevesen a szabadban érzik napközben. Éjszaka néhányan felébredtek. Edények, ablakok, ajtók megzavarodnak; a falak recsegő hangot adnak ki. Olyan érzés, mintha egy nehéz teherautó csapódna az épületnek. Álló gépkocsik érezhetően rázkódtak. |
| V. Mérsékelt | Szinte mindenki érezte; sokan felébredtek. Néhány edény, betört ablakok. Instabil tárgyak felborultak. Az ingaórák megállhatnak. |
| VI. Erős | Mindenki érezte, sokan megijedtek. Néhány nehéz bútor elmozdult; néhány esetben leesett vakolat. Kisebb károk. |
| VII. Nagyon erős | Károk elhanyagolhatóak a jó tervezésű és kivitelezésű épületekben; csekély vagy közepes mértékű károk a jól megépített átlagos épületekben; jelentős károk a rosszul megépített vagy rosszul megtervezett épületekben; néhány kémény eltört. |
| VIII. Súlyos | Kisebb károk a speciálisan kialakított szerkezetekben; jelentős károk a szokásos, jelentős épületekben, részleges összeomlással. Nagy kár a rosszul megépített szerkezetekben. Kémények, gyárkémények, oszlopok, műemlékek, falak leomlása. Nehéz bútorok felborulása. |
| IX. Erőszakos | Jelentős károk a speciálisan tervezett szerkezetekben; a jól megtervezett vázszerkezetek kidőlnek a függőlegesből. Nagy kár a jelentős épületekben, részleges összeomlással. Az épületek elmozdultak az alapokról. |
| X. Extrém | Néhány jól megépített faszerkezet elpusztult; a legtöbb falazott és vázszerkezet alapjaival együtt elpusztult. A sínek meghajlottak. |
| XI. Rendkívül veszélyes | Kevés (falazott) építmény maradt állva, ha maradt egyáltalán. A hidak elpusztultak. Széles repedések a talajban. Földalatti csővezetékek teljesen üzemképtelenek. Földomlások és földcsuszamlások a puha talajban. Sínek nagymértékben meghajlottak. |
| XII. Katasztrófa | Kár összesen. Hullámok a talajfelszínen. A látóvonalak és a szint eltorzultak. A levegőbe felfelé dobott tárgyak. |
Összefüggés a nagyságrenddel
| Magnitúdó | Jellemző maximális módosított |
| 2.0 alatt | I |
| 2.0 - 2.9 | II - III |
| 3.0 - 3.9 | III - IV |
| 4.0 - 4.9 | IV - V |
| 5.0 - 5.9 | V - VI |
| 6.0 - 6.9 | VI - VII |
| 7.0 - 7.9 | VII - VIII |
| 8.0 vagy magasabb | VIII vagy magasabb |
A magnitúdó és a földrengés intenzitása között összefüggés van. Bár ez az összefüggés fennáll, nehéz lehet az egyiket a másikkal összekapcsolni: Ez a korreláció több tényezőtől függ, például a földrengés mélységétől, a terepviszonyoktól, a népsűrűségtől és a károktól. Például 2011. május 19-én az Egyesült Államokban, Közép-Kaliforniában 4 km mélyen bekövetkezett 0,7-es erősségű földrengést az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata (USGS) az epicentrumtól több mint 160 km-re (100 mérföldre) III. erősségűnek (és az epicentrumtól majdnem 480 km-re (300 mérföldre) II. erősségűnek) minősítette, míg az argentinországi Saltában 164 km mélyen bekövetkezett 4,5-es erősségű rengést I. erősségűnek.
A kis táblázat a Modified Mercalli intenzitási skála fokozataihoz nyújt durva útmutatást. Az itt feltüntetett színek és leíró nevek eltérnek a más cikkekben szereplő egyes rengéstérképeken használtaktól. Ez azonban nem lesz 100%-os pontosságú.
Kérdések és válaszok
K: Mire használják a Mercalli intenzitásskálát?
V: A Mercalli-intenzitási skálát a földrengések intenzitásának mérésére használják.
K: Miben különbözik a Mercalli-skála a Richter-skálától?
V: A Richter-skálával ellentétben a Mercalli-skála nem közvetlenül a földrengés energiáját méri. A földrengéseket a hatásuk és az általuk okozott pusztítás alapján osztályozza.
K: Mit ír le a Mercalli-skála, ha kevés a kár?
V: Ha kevés kár keletkezik, a Mercalli-skála azt írja le, hogy az emberek hogyan érezték a földrengést, vagy hányan érezték azt.
K: Miért használják a nem geológusok gyakran a Mercalli-skálát?
V: A nem geológusok gyakran használják a Mercalli-skálát, mert az embereknek könnyebb leírni, hogy milyen károkat okozott egy földrengés, mint a Richter-skála számításait elvégezni.
K: Ki fejlesztette ki eredetileg a Mercalli-skálát, és hány szintje volt?
V: Giuseppe Mercalli eredetileg tíz fokozatú Mercalli-skálát dolgozott ki.
K: Ki terjesztette ki a Mercalli-skálát tizenkét szintre?
V: Adolfo Cancani tizenkét szintre bővítette a Mercalli-skálát.
K: Mi a Mercalli-Cancani-Sieberg skála és a Mercalli-Wood-Neumann skála?
V: A Mercalli-Cancani-Sieberg-skála a Mercalli-intenzitásskála másik neve, míg a Mercalli-Wood-Neumann-skála a Mercalli-skála Harry O. Wood és Frank Neumann által készített angol fordítására utal. Charles Francis Richter is szerkesztette a Mercalli-skálát, és később kifejlesztette a Richter-skálát.
Keres