Richter-skála — definíció, logaritmikus működés és a földrengések mérése
Richter‑skála: érthető definíció, logaritmikus működés és földrengések precíz mérése példákkal, történelmi adatokkal — gyors, szakértő áttekintés.
A Richter-skála a földrengések erejének (vagy nagyságának) megadására használt számskála. Charles Richter 1935-ben fejlesztette ki a Richter-skálát. Skálája úgy működött, mint egy szeizmogram, amelyet egy bizonyos típusú szeizmométerrel mértek a földrengéstől 100 kilométeres távolságban.
A Richter-skála szerinti 4,5-ös vagy annál nagyobb erősségű földrengések a világ minden táján mérhetők. Egy 3,0-ás erősségű földrengés amplitúdója körülbelül tízszerese a 2,0-ás értékűnek. A felszabaduló energia körülbelül 32-szeresére nő.
A Richter-skálán minden 1-es növekedés az amplitúdó 10-szeres növekedésének felel meg, tehát ez egy logaritmikus skála.
(A U.S. Geological Survey dokumentumaiból adaptálva)
A legnagyobb erősségű földrengés a chilei nagy földrengés volt. A Richter-skála szerint 9,5-es erősségű volt, és 1960-ban történt. A földrengés következtében mintegy 6000 ember halt meg. A Richter-skálán 10+-os erősségű földrengés még nem volt.
Történet és a skála lényege
Charles F. Richter a Caltech kutatójaként dolgozta ki a skálát az 1930-as években, részben Beno Gutenberg munkájával együtt. A Richter-skálát eredetileg a dél-kaliforniai területek lokális rengéseire tervezték, és a méréseket egy speciális Wood-Anderson típusú szeizmométerhez kalibrálták. Az eredeti megközelítés a szerkezési hullámok által generált szeizmogram-amplitúdók összehasonlításán alapult, és a skála hivatalos neve gyakran Lokális magnitúdó (ML).
Miért logaritmikus?
A Richter-skála logaritmikus, mert a földrengések által keltett talajmozgások amplitúdója nagyon széles tartományban változik. Konkrétan:
- 1 egységgel nagyobb magnitúdó ≈ az amplitúdó 10-szeres növekedése.
- 1 egységgel nagyobb magnitúdó ≈ a felszabaduló energia kb. 31,6-szoros növekedése (energiában kifejezve az arány ≈ 10^(1,5·ΔM)).
Például a 3,0-as rengés amplitúdója körülbelül tízszerese a 2,0-ásénak, de a felszabaduló energia közel 32-szer nagyobb.
Korlátok és a modern mérési gyakorlat
Bár a Richter-skála fontos történelmi és ismeretterjesztő szerepet tölt be, vannak korlátai:
- Távolságfüggőség: Az eredeti ML definíció a mérőállomás és a rengés közötti távolságra volt kalibrálva (gyakran 100 km-re). Nagy távolságoknál vagy más geofizikai körülmények között a skála kevésbé pontos.
- Saturáció nagy rengéseknél: Nagyon nagy (általában ~7–8 magnitúdó feletti) rengéseknél az ML-skála “saturálódik”, vagyis nem tükrözi megfelelően a növekvő energia-mennyiséget.
- Helyettesítő mérések: A modern szeizmológiában a Richter-skála helyett vagy mellett gyakran alkalmazzák a momentummagnitúdót (Mw), amely fizikai értelemben a rengés során felszabaduló mechanikai munkát (a forrásmomentumot) méri, és nem szenved saturációt nagy rengések esetén. Léteznek továbbá más skálák is: mb (testhullám-magnitúdó), Ms (felszíni hullám magnitúdó), Md (időtartam-magnitúdó) stb.
Mérési elv és képletek (röviden)
Az eredeti Richter-formula leegyszerűsítve arról szól, hogy a magnitúdó a mért hullámamplitúdó (A) tizedes logaritmusából és egy távolságfüggő korrekcióból adódik. Gyakori forma: ML = log10(A) − log10(A0(Δ)), ahol A0(Δ) egy előre meghatározott referenciaamplitúdó a Δ távolság függvényében. A részletes kalibráció és a korrekciós tényezők mérőállomásonként és geometriánként eltérőek lehetnek.
Gyakorlati értelmezés — mit jelentenek a számok?
- < 2,0 – általában nem érzékelhető a lakosság számára (mikro- és nagyon gyenge rengések).
- 2,0–3,9 – gyenge rengés; ritkán okoz kárt, kevésbé érzékelhető.
- 4,0–4,9 – gyenge–közepes; sokan megérzik, könnyebb tárgyak elmozdulhatnak.
- 5,0–5,9 – mérsékelt; helyi kár fordulhat elő, különösen gyenge épületeknél.
- 6,0–6,9 – erős; jelentős károk lehetségesek városi területeken.
- 7,0–7,9 – nagy; széles körű pusztítás, komoly infrastruktúra-károk.
- ≥ 8,0 – rendkívül nagy / katasztrofális; nagy földrajzi területeken súlyos károk és gyakori szökőárak (tsunami) előfordulhatnak.
Példák és megjegyzések
A korábban említett 1960-as, chilei nagy földrengés a valaha mért legerősebb rengésnek számít Richter szerint (9,5). Ez az esemény óriási szökőárat (tsunami) idézett elő, amely a csendes-óceáni partvidékeken is jelentős pusztítást okozott. Bár a Richter-skála 10+-os értéket nem rögzített, fizikai értelemben elméletileg ennél nagyobb energiájú események is elképzelhetők; a modern szakirodalom azonban az ilyen nagyságrendek vizsgálatára általában a momentummagnitúdót (Mw) használja.
Összefoglalás
A Richter-skála történelmileg fontos, egyszerű és szemléletes módja a földrengések nagyságának leírására. Ugyanakkor korlátai — különösen a nagy rengéseknél fellépő saturáció és a távolságfüggőség — miatt a mai szakmai gyakorlatban a Mw (momentummagnitúdó) vált általános mértékegységgé. A köznyelvben azonban a "Richter-skála" kifejezés gyakran tovább él, és sokan ma is így adják meg egy rengés nagyságát.
További példák
| Hozzávetőleges Richter-magnitúdó | Szeizmikus energiaegyenérték: TNT mennyisége | Példa esemény |
| 0.5 | 5.6kg | Nagy kézigránát |
| 1.5 | 178kg | A második világháborúban használt bomba |
| 2 | 1 metrikus tonna | A második világháborúban használt nagyméretű bomba |
| 2.5 | 5,6 tonna | Blockbuster bomba (repülőgépekről ledobva) a második világháborúban |
| 3.5 | 178 metrikus tonna | Csernobili baleset, 1986 |
| 4 | 1 kilotonna | Kis atombomba |
| 5 | 32 kilotonna | Nagaszaki atombomba |
| 5.4 | 150 kilotonna | [2008-as Chino Hills-i földrengés] (Los Angeles, Egyesült Államok) |
| 5.5 | 178 kilotonna | Little Skull Mtn. földrengés (NV, USA), 1992Alum |
| 6.0 | 1 megatonna | Double Spring Flat földrengés (NV, USA), 1994 |
| 6.5 | 5,6 megatonna | Caracas (Venezuela), 1967 |
| 6.7 | 16,2 megatonna | Northridge földrengés (Kalifornia, USA), 1994 |
| 6.9 | 26,8 megatonna | San Francisco Bay Area földrengés (CA, USA), 1989 |
| 7.0 | 32 megatonna | Jávai földrengés (Indonézia), 2009, 2010 Haiti földrengés |
| 7.1 | 50 megatonna | A felszabaduló energia megegyezik a valaha tesztelt legnagyobb termonukleáris fegyver, a Tsar Bomba energiájával1944 2019 Ridgecrest, Kalifornia földrengés |
| 7.5 | 178 megatonna | Kasmíri földrengés (Pakisztán), 2005Antofagasta földrengés (Chile), 2007 |
| 7.8 | 600 megatonna | Tangshan földrengés (Kína), 1976 North Canterbury (Új-Zéland) 2016 |
| 8.0 | 1 gigatonna | San Francisco földrengés (Kalifornia, USA), 1906Queen |
| 8.5 | 5,6 gigatonna | Toba kitörés 75 000 évvel ezelőtt; a legnagyobb ismert vulkáni esemény. |
| 9.0 | 32 gigatonna | 2011 Sendai, Japán földrengés és szökőár, Lisszaboni földrengés (Lisszabon, Portugália), Mindenszentek, 1755 |
| 9.1 | 67 gigatonna | Indiai-óceáni földrengés, 2004 (40 ZJ ebben az esetben) |
| 9.2 | 90,7 gigatonna | Anchorage-i földrengés (AK, USA), 1964 |
| 9.5 | 178 gigatonna | |
| 13.0 | 108 megatonna = 100 teratonna | Yucatán-félszigeti becsapódás (amely a Chicxulub-krátert okozta) 65 Ma előtt. |
Kapcsolódó oldalak
Kérdések és válaszok
K: Mi az a Richter-skála?
V: A Richter-skála egy számokból álló skála, amelyet a földrengések erejének (vagy nagyságának) megadására használnak.
K: Ki fejlesztette ki a Richter-skálát?
V: Charles Richter 1935-ben fejlesztette ki a Richter-skálát.
K: Hogyan működik a Richter-skála?
V: A Richter-skála úgy működik, mint egy szeizmogram, amelyet egy bizonyos típusú szeizmométerrel mérnek a földrengéstől 100 kilométeres távolságban.
K: Mekkora az a minimális erősség, amely az egész világon mérhető?
V: A Richter-skála szerinti 4,5-ös vagy annál nagyobb erősségű földrengések az egész világon mérhetők.
K: Mennyivel több energia szabadul fel egy 3,0 erősségű földrengésnél, mint egy 2,0 erősségűnél?
V: Egy 3,0-ás földrengés amplitúdója tízszer akkora, mint egy 2,0-ásé. A felszabaduló energia körülbelül 32-szeresére nő.
K: Hogyan nő az amplitúdó a Richter-skála növekedésével?
V: A Richter-skálán minden egyes 1-es növekedés az amplitúdó 10-szeres növekedésének felel meg, ezért ez egy logaritmikus skála.
K: Melyik a legnagyobb feljegyzett földrengés a Richter-skálán, és mikor történt?
V: A chilei nagy földrengés a Richter-skála szerint 9,5-es erősségű volt, és 1960-ban történt. A földrengés következtében mintegy 6000 ember halt meg. A Richter-skálán 10+ erősségű földrengés még nem volt.
Keres