Существует два основных способа измерения землетрясений
Первым из них является оценка высвобождаемой энергии, а значение называется величиной.
Это число, которое обычно используется прессой, когда происходит сильное землетрясение.
Его часто называют «величиной Рихтера», но это неправильное выражение, и оно должно быть просто «величиной».
Существует много способов измерения величины - включая метод Чарльза Рихтера, разработанный в 1935 году, - но все они являются способами оценки то же число: количество выделенной энергии.
Другой способ оценки воздействия землетрясения состоит в том, чтобы оценить, что люди чувствовали и какой ущерб был причинен. Это известно как интенсивность.
Значения интенсивности присваиваются местоположениям, а не самому землетрясению, и поэтому интенсивность может варьироваться в широких пределах, в зависимости от близости к землетрясению и типов материалов и условий недр.
Величина землетрясения
Прежде чем мы более внимательно посмотрим на величину, мы должны рассмотреть то, что мы знаем о объемных волнах, и посмотреть на поверхностные волны.
Объемные волны бывают двух типов:
- P-волны или первичные волны или волны сжатия (например, сжатие витков пружины);
- S-волны, или вторичные волны или волны сдвига (как щелчок веревки).
Когда объемные волны (P или S) достигают поверхности Земли, часть их энергии преобразуется в поверхностные волны, из которых существует два основных типа.
Волны Рэлея характеризуются вертикальным движением поверхности земли, подобно волнам на воде, а волны Лява характеризуются горизонтальным движением.
Волны Рэлея и Лява примерно на 10% медленнее, чем S-волны (поэтому они прибывают позже на сейсмическую станцию). Поверхностные волны обычно имеют большую амплитуду, чем объемные волны, и они наносят больший урон.
Другими важными терминами для описания землетрясений являются гипоцентр (или очаг) и эпицентр.
Гипоцентр - это фактическое местоположение отдельного землетрясения на глубине земли, а эпицентр - это точка на поверхности земли непосредственно над гипоцентром.
Локальная величина (ML) широко использовалась до конца 20-го века, но в настоящее время более широко используется моментная величина (MW), поскольку она дает более точные оценки (особенно при более сильных землетрясениях) и может применяться к землетрясениям на любом расстоянии от сейсмометра.
Величины поверхностных волн также могут применяться для измерения отдаленных сильных землетрясений.
Из-за растущего размера городов в районах, подверженных землетрясениям (например, в Китае, Японии, Калифорнии) и растущей сложности инфраструктуры, становится важным иметь очень быстрые предупреждения и оценки магнитуды землетрясений, которые уже произошли.
Этого можно достичь, используя данные P-волны для определения величины, поскольку P-волны прибывают первыми на сейсмические станции, во многих случаях на несколько секунд впереди более разрушительных S-волн и поверхностных волн.
Операторы электросетей, трубопроводов, поездов и другой инфраструктуры могут использовать эту информацию для автоматического выключения систем, чтобы снизить ущерб и потери.
Воздействия землетрясений
Некоторые из распространенных последствий землетрясений включают структурные повреждения зданий, пожары, повреждения мостов и автомагистралей, начало разрушения склонов, разжижение и цунами.
Типы воздействий в значительной степени зависят от того, где находится землетрясение: будь то преимущественно городское или сельское, густонаселенное или малонаселенное, высоко развитое или слаборазвитое, и, конечно, от способности инфраструктуры противостоять сотрясениям.
Когда происходит землетрясение, создаваемые сейсмические волны имеют широкий диапазон частот.
Энергия высокочастотных волн имеет тенденцию поглощаться твердой породой, в то время как низкочастотные волны (с периодами, более медленными, чем одна секунда) проходят через твердую породу без поглощения, но в конечном итоге поглощаются и усиливаются мягкими отложениями.
Поэтому очень часто можно увидеть гораздо более серьезные повреждения от землетрясения в областях, подверженных влиянию мягких осадков, чем в областях с твердыми породами.
Хорошим примером этого является район Окленда недалеко от Сан-Франциско, где во время землетрясения в Лома-Приета в 1989 году обрушились участки двухслойной магистрали, построенной на мягких отложениях.
Встряхивания грунта во время землетрясения может быть достаточно, чтобы ослабить породу и неуплотненные материалы до точки разрушения, но во многих случаях сотрясение также способствует процессу, известному как разжижение, в котором в противном случае твердое тело осадка превращается в жидкую массу, которая может течь.
Когда водонасыщенные отложения встряхиваются, зерна переставляются так, что перестают поддерживать друг друга.
Вместо этого вода между зернами удерживает их друг от друга, и материал может течь.
Сжижение может привести к разрушению зданий и других сооружений, которые в противном случае могли бы быть неповрежденными.
