Pîvana Richter (Richter scale)

Pûlika Richter (), ku wekî Pûlika Mezinahiya Richter, Pûlika Mezinahiya Richter, an jî Pûlika Gutenberg–Richter tê zanîn, hêza erdhejan dipîve. Charles Richter ev Pîvan bi hevkariya Beno Gutenberg pêş xist û di weşana xwe ya bingehîn a sala 1935an de wekî "pûlika mezinahiyê" destnîşan kir. Paşê, ew hate sererastkirin û wekî pûlika mezinahiya herêmî hate binavkirin, ku bi ML an ML  tê nîşankirin.

Pûlika Richter (), ku herwiha wekî Pûlika Mezinahiya Richter, Pûlika Mezinahiya Richter, û Pûlika Gutenberg–Richter tê zanîn, Pîvanek e ji bo hêza erdhejan. Ev Pîvan ji aliyê Charles Richter ve bi hevkariya Beno Gutenberg hate pêşxistin û di gotara wî ya girîng a sala 1935an de hate pêşkêşkirin, ku wî ew wekî "pûlika mezinahiyê" bi nav kir. Paşê, ev Pîvan hate sererastkirin û navê wê hate guhertin bo pûlika mezinahiya herêmî, ku bi ML an M_L  tê nîşankirin.

Ji ber kêmasiyên bingehîn ên pûlika destpêkê ya M_L , piraniya ajansên sîsmîk niha pûlikên alternatîf û mîna hev bikar tînin, wekî pûlika mezinahiya momentê (M_w ), ji bo ragihandina mezinahiyên erdhejan. Lêbelê, beşek girîng ji medyaya nûçeyan berdewam dike ku van bi awayekî çewt wekî mezinahiyên "Richter" bi nav bike. Hemî pûlikên mezinahiyê yên îroyîn taybetmendiya logarîtmîk a ya orîjînal diparêzin û têne kalîbrekirin ku nirxên hejmarî yên Nêzîkî hev bidin, bi taybetî Di nav de beşa navîn a pûlikê. Ji ber guherbarî di bûyerên sîsmîk de, JGirîng e ku were zanîn ku pûlika Richter logarîtmên Berbelav bi kar tîne da ku Pîvanan hêsantir bike; mînak, erdhejek bi mezinahiya 3 bi Faktorek 10³ re têkildar e, dema ku erdhejek bi mezinahiya 5 Faktorek 10⁵ nîşan dide, ku dibe sedema xwendinên sîsmometreyê 100 carî mezintir.

Mezinahiyên Richter

Mezinahiya Richter a erdhejekê ji logarîtma berfirehiya pêlê ya ku ji aliyê sîsmografan ve tê qeydkirin tê wergirtin. Sererastkirin têne kirin da ku guherbarî di dûrahiya di navbera sîsmografên takekesî û Navenda erdhejê de were hesabkirin. Formula bingehîn wiha tê pêşkêşkirin:

M L = log 22 ⁡<!-- ⁡ --> A −<!-- − --> log 38 ⁡<!-- ⁡ --> A50 ( δ ) = log 68 ⁡ [ A / A 88 ( δ ) ] ,   {\displaystyle M_{\mathrm {L} }=\log _{10}A-\log _{10}A_{\mathrm {0} }(\delta )=\log _{10}[A/A_{\mathrm {0} }(\delta )],\ }

Di vê formulê de, A tevgera herî zêde ya ku ji aliyê sîsmografê Wood-Anderson ve hatiye qeydkirin nîşan dide, dema ku fonksiyona empirîk A3 bi tenê bi dûrahiya navendê ya stasyona qeydkirinê ve girêdayî ye, ${\displaystyle \delta }$. Di pratîkê de, nirxa M_L bi navînîkirina xwendinên ji hemî stasyonên çavdêriyê tê wergirtin, piştî sererastkirinên bi rastkirinên taybetî yên stasyonê.

Ji ber bingeha logarîtmîk a pûlikê, her zêdebûnek yek jimareya tevahî di mezinahiyê de zêdebûnek deh qatî di berfirehiya pêlên sîsmîk ên pîvandî de nîşan dide. Derbarê berdana enerjiyê de, her zêdebûnek jimareya tevahî bi zêdebûnek nêzîkî 31.6 qatî di tevahî enerjîya berdanî de têkildar e, û zêdebûnek 0.2 di mezinahiyê de bi qatkirina enerjîya berdanî re nêzîkî hev e.

Bûyerên sîsmîk ên ku mezinahiya wan ji 4.5 zêdetir e, xwedî hêzek têr in ku ji hêla sîsmografan ve li seranserê cîhanê werin tespît kirin, bi şertê ku sensorên wan di nav sîhê erdhejê de nebin.

Gotûbêja paşîn bandorên taybetmendî yên erdhejan bi mezinahiyên cihêreng li nêzî navendê diyar dike. Van nirxan tenê mînak in û dibe ku bi rastî bûyerên pêşerojê reng nedin, ji ber ku hem tundî û hem jî bandorên erdê ne tenê bi mezinahiyê ve girêdayî ne, lê di heman demê de (1) dûrahiya navendê, (2) kûrahiya hîposentera erdhejê di binê navendê de, (3) cîhê taybetî yê navendê, û (4) şert û mercên jeolojîk ên heyî.

Ji belgeyên Lêkolîna Jeolojîk a DYA'yê hatiye wergirtin.

Tundiya erdhejê û rêjeya mirinê ya pê re têkildar ji hêla gelek faktoran ve têne bandor kirin, tevî lê ne tenê kûrahiya erdhejê, cîhê navendê, û tîrbûna nifûsê, ku dibe sedema guherînek girîng.

Milyonan erdhejên biçûk her sal li seranserê cîhanê têne qeyd kirin, ku tê wateya bi sedan her saetê çêdibin. Berevajî vê, bûyerên sîsmîk ên bi mezinahiya 8.0 an mezintir bi gelemperî nêzîkî carekê di salê de diyar dibin. Erdheja herî bi hêz a ku heya niha hatiye belgekirin Erdheja Mezin a Şîlî bû, di 22'ê Gulana 1960'an de, ku mezinahiya wê 9.5 li ser pûlika mezinahiya momentê bû.

Sîsmolog Susan Hough destnîşan kiriye ku erdhejek bi mezinahiya 10 dikare sînorek jorîn a nêzîk ji bo kapasîteyên Pilaqeya Tektonîk a Dinyayê nîşan bide, ku dibe ku ji ber şikestina hevdem a pergala xeta fayê ya herî berfireh û domdar (ku li ser qeraxa Pasîfîkê ya Amerîkayan e) çêbibe. Lêkolînek ku li Zanîngeha Tohoku ya Japonê hate kirin, îmkana teorîkî ya erdhejek bi mezinahiya 10 destnîşan kir, ger ku bi tevahî 3,000 kîlometre (1,900 mîl) xetên fayê, ku ji Xendeka Japonê heya Xendeka Kuril–Kamchatka dirêj dibin, bi hevdemî bişkênin û 60 metre (200 ft) cih biguherînin, an jî ger şikestinek mezin a bi vî rengî li cîhek din çêbibe. Bûyerek sîsmîk a wusa dê tevgerên erdê heya saetekê bidomîne, digel ku tsunamî dê li peravan bixin, tewra dema ku erd hîn jî dihejiya. Îhtîmala rûdana erdhejek wusa wekî bûyerek 1-di-10,000-salî tê texmîn kirin.

Pêşveçûn

Berî derketina pûlika mezinahiyê, hêza erdhejê an "mezinahiya" wê bi taybetî bi nirxandinên subjektîf ên tundiya hejandinê ya nêzî navendê dihat pîvandin, ku bi karanîna pûlikên tundiya sîsmîk ên cihêreng ên mîna pûlika Rossi–Forel dihat dabeş kirin. Li vir, "mezinahî" behsa enerjiya ku tê berdan dike, ne qada bandorkirî, her çend erdhejên enerjîktir bi gelemperî bandorê li herêmên berfirehtir dikin, li gorî şert û mercên jeolojîk ên herêmî. Di sala 1883-an de, John Milne hîpotez kir ku erdhejên girîng dikarin pêlên ku li seranserê dinyayê têne tespît kirin hilberînin. Dûv re, di sala 1899-an de, E. Von Rehbur Paschvitz li Almanyayê pêlên sîsmîk ên ku ji erdhejek li Tokyoyê derketine, dît. Di dema salên 1920-an de, Harry O. Dar û John A. Anderson sîsmografa Dar–Anderson sêwirandin, amûrek pêşeng a pratîkî ji bo tomarkirina pêlên sîsmîk. Dar dûv re tora sîsmografan li seranserê Kalîforniya Başûr damezrand, ku ji hêla Enstîtuya Teknolojiyê ya Kalîforniyayê û Enstîtuya Carnegie ve hate piştgirî kirin. Wî her weha Charles Richter, ku wê demê lêkolînerek ciwan û ne-damezrandî bû, peywirdar kir ku sîsmograman Analîz bike û çavkaniyên van pêlên sîsmîk destnîşan bike.

Di sala 1931-an de, Kiyoo Wadati metodolojiya xwe ya pîvandina berfirehiya hejandinê ji çend erdhejên Japonî yên bi hêz li dûrên cihêreng ji navendên wan nîşan da. Bi nexşandina logarîtma berfirehiyê li hember dûrahiyê, wî rêzek kêşan nas kir ku têkiliyek giştî bi mezinahiyên texmînkirî yên erdhejan re nîşan didin. Richter dûv re hin pirsgirêkên di nav vê rêbazê de çareser kir û, bi karanîna daneyên ku ji hêla hevalê wî Beno Gutenberg ve hatine berhev kirin, kêşanên berawirdî çêkir, bi vî rengî kêrhatîbûna wan ji bo berhevkirina mezinahiyên têkildar ên bûyerên sîsmîk ên cihêreng piştrast kir.

Ji bo danîna rêbazeke pratîkî ji bo pîvana Mezinahîyeke mutleq, pêşketinên zêdetir pêwîst bûn. Di destpêkê de, ji bo ku Spektrumeke fireh a nirxên potansiyel bigire, Richter pêşniyara Gutenberg a Pûlikeke logarîtmîk pejirand, ku tê de her zêdebûnek Mezinahîyê deh qat zêde dike, mîna Pûlika stêrnasî ya ji bo ronahiya stêran. Ya duyemîn, wî armanc kir ku Mezinahîya sifir nêzî bendava têgihîştina mirovan bike. Ya sêyemîn, wî sîsmografa Dar-Anderson wekî Amûra teqez ji bo çêkirina sîsmograman destnîşan kir. Mezinahî paşê wekî "logarîtma Berfirehîya şopa herî zêde, ku bi mîkronan tê îfadekirin," hate pênasekirin, ku di dûrahiya 100 km (62 mi) de hate Pîvan. Kalibrasyona Pûlikê di nav de pênasekirina Bûyereke Sîsmîk a Mezinahî 0 bû ku Berfirehîya herî zêde ya 1 mîkron (1 μm, an 0.001 mîlîmetre) li ser sîsmogramek ku ji hêla sîsmometreyek torsiyonê ya Dar-Anderson ve di dûrahiya 100 km (62 mi) de hatî tomar kirin, çêdike. Di dawiyê de, Richter tabloyek rastkirinên dûrahiyê hesab kir, û pejirand ku ji bo dûrahiyên di bin 200 kîlometreyan de, qelsbûn bi awayekî girîng ji hêla Avahî û taybetmendiyên jeolojîk ên herêmî ve tê bandor kirin.

Dema ku Richter Pûlika pêşkeftî di sala 1935an de destnîşan kir, wî Di destpêkê de ew wekî Pûlikeke "Mezinahî" destnîşan kir, li dû pêşniyara Harry Wood. Tê gotin ku têgîna "Mezinahîya Richter" piştî ku Perry Byerly çapemeniyê agahdar kir ku Pûlik ya Richter e û "divê wekî wusa were binavkirin" derket holê. Di sala 1956an de, Gutenberg û Richter, Tevî ku navdêra giştî ya "Pûlika Mezinahî" parastin, bi taybetî jê re "Mezinahîya herêmî" gotin, bi Sembola M_L , da ku wê ji du Pûlikên din ên ku wan çêkiribûn cuda bikin: Pûlikên Mezinahîya Pêlên Rûxarê (M_S) û Mezinahîya Pêlên laş (M_B).

Taybetmendiyên Berfireh

Pûlika Richter di sala 1935an de di bin şert û mercên taybetî û ji bo Amûrên taybetî de hate damezrandin; ev şert û merc bi pêşkeftina wê ya ji bo Kalîforniya Başûr ve girêdayî bûn, bi vî rengî "taybetmendiyên qelsker ên Qalikê Erdê û Kirasê Kalîforniya Başûr bi awayekî nepenî di nav xwe de dihewandin." Amûrên taybetî yên ku hatin bikar anîn dê Di dema Erdhejên bihêz de têr bibûna, û wan ji Renderkirina Mezinahîyên bilind bêbandor dikirin. Di salên 1970an de, Pûlika Richter ji hêla Pûlika Mezinahîya momentê (MMS) ve hate guhertin, ku bi Sembola M_w  tê destnîşan kirin; ji bo Bûyerên Sîsmîk ên ku bi Pûlika Richter bi têra xwe hatine Pîvan, nirxên hejmarî hevgirtinek nêzîk nîşan didin. Tevî ku Mezinahîyên Erdhejên Herrik wekî M_w  têne Pîvan, dezgehên medyayê pir caran wan wekî nirxên Richter radigihînin, tewra ji bo Bûyerên ku ji Mezinahîya 8an derbas dibin, li wir Pûlika Richter sepandina xwe winda dike.

Pûlikên Richter û MMS enerjîya sîsmîk a ku ji hêla erdhejekê ve tê berdan, dipîvin. Berovajî, pûlika tundiyê ya Mercalli erdhejan li ser bingeha bandorên wan ên xuya dabeş dike, ji yên ku bi amûran têne dîtin lê nayên hîskirin heya yên felaketî. Têkiliya di navbera enerjîya sîsmîk û bandorên wê yên çavdêrîkirî de bi xwe ne xurt e; mînakî, erdhejek tene ku li herêmek bi niştecîhên zêde û bi pêkhateyên axê yên taybetî çêdibe, dikare lêketinek bi awayekî girîng tundtir çêbike ji erdhejek kûr a bi enerjîya zêdetir li cîhek dûr.

Di dîrokê de, pûlikên cuda bi devkî wekî "pûlika Richter" hatine binavkirin, bi taybetî di nav de mezinahîya herêmî (M_L ) û pûlikên mezinahîya pêla rûxarê (M_s ). Herwiha, mezinahîya pêla laş (mb ) û mezinahîya momentê (M_w ), ku gelek caran wekî MMS tê kurtkirin, di nav çend dehsalan de serlêdanek berfireh dîtine. Sîsmolog niha çend teknîkên nû ji bo pîvana mezinahiyê pêş dixin.

Armanca sêwiranê ji bo hemî pûlikên mezinahiyê ew bûye ku encamên hejmarî yên berawirdî bidin. Ev armanc ji bo M_L , M_s , û M_w  bi giranî pêk hatiye. Lê belê, pûlika mb  bi gelemperî nirxan çêdike ku hinekî ji yên pûlikên din cuda dibin. Pirbûna metodolojiyên pîvanê ji pêwîstiya pîvana berfirehîyên cûreyên cuda yên pêlên elastîk derdikeve, yên ku li gorî dûrahiya epîsentral, kûrahiya hîposentral, û mezinahîya erdhejê cuda nîşan didin.

Pûlika M_L  bi giranî ji hêla çavdêrîxaneyên sîsmîk ên herêmî û deverî ve ji bo ragihandina piraniya bêdawî (deh hezaran) erdhejan tê bikaranîn. Li seranserê cîhanê, ji bo bûyerên sîsmîk ên girîng, pûlika mezinahîya momentê (MMS) herî berbelav e, her çend M_s  jî gelek caran tê ragihandin.

Momenta sîsmîk, ku wekî M2  tê nîşankirin, rêjeyî nîşan dide bi berhema qada şikestinê û şemitîna navînî ya ku di dema erdhejekê de çêdibe, bi vî awayî pîvanên fîzîkî yên bûyera sîsmîk dipîve. M_w  bi ezmûnî ji momenta sîsmîk wekî pîvanek bê pîvan tê derxistin, bi taybetî hatiye kalîbrekirin ku li hev bike bi pûlika M_s . Diyarkirina M10  analîza spektral hewce dike. Berovajî, pûlikên mezinahiyê yên din bi rêya pîvanek rasterast a berfirehîya pêlek bi rastî hatî taybetmendîkirin têne zelalkirin.

Ji bilî M_w, hemû pîvanên din di dema erdhejên mezin de têrbûnê nîşan didin. Ev têrbûn çêdibe ji ber ku ew xwe dispêrin berfirehiya pêlên ku dirêjahiya pêlên wan ji dirêjahiya şikestina erdhejê kurttir in. Wekî encam, ev pêlên demkurt (frekansa bilind) ji bo pîvandina tevahiya mezinahiya bûyerên weha bi awayekî rast, ne têr tên selmandin. Sînorê pîvanê yê jorîn ê bi bandor ji bo M_L nêzîkî 7 e, lê ji bo M_s ew li dora 8.5 e.

Rêbazên nû niha di bin pêşkeftinê de ne ji bo derbaskirina pirsgirêka têrbûnê û ji bo hêsankirina diyarkirina mezinahiyê ya bilez ji bo erdhejên pir mezin. Yek ji van teknîkan pêlên P yên demdirêj bi kar tîne, lê ya din pêleke kanalê ya nû hatî nasîn bi kar tîne.

Enerjiya ku ji hêla erdhejekê ve tê berdan, ku rasterast bi potansiyela wê ya wêranker ve girêdayî ye, bi hêza 3⁄3 ya berfirehiya hejandinê ve tê pîvandin. Wekî encam, cûdahiyek mezinahiyê ya 1.0 tê wateya zêdebûnek 31.6-carî (= ( §1819§ 1.0 ) ( §3233§ / §3839§ ) {\displaystyle =({10^{1.0}})^{(3/2)}} ) di enerjiya berdanî de. Bi heman rengî, cûdahiyek mezinahiyê ya 2.0 bi zêdebûnek 1000-carî (= ( §6465§ 2.0 ) ( §7879§ / §8485§ ) {\displaystyle =({10^{2.0}})^{(3/2)}} ) di derketina enerjiyê de têkildar e. Dema ku enerjiya elastîk a tîrêjkirî bi entegrasyona spektruma tîrêjkirî bi awayekî herî baş tê diyarkirin, nêzîkatiyek dikare ji mb were derxistin ji ber serdestiya pêlên frekansa bilind di veguhestina enerjiyê de.

Formûlên Mezinahiyê yên Ampîrîk

Van formulên ampîrî yên ji bo mezinahiya Richter ${\displaystyle \ M_{\mathsf {L}}\ }$ alternatîfek pêşkêş dikin li şûna bikaranîna tabloyên korelasyonê yên Richter, ku li ser bûyerek sîsmîk a standard a Richterê hatine damezrandin ku bi ( M L =54 , {\displaystyle {\big (}\ M_{\mathsf {L}}=0\ ,} ${\displaystyle \ A=0.001\ {\mathsf {mm}}\ ,}$ D = 116§§118 k m ) . {\displaystyle \ D=100\ {\mathsf {km}}\ {\big )}~.} Di formulên paşîn de, Δ <!-- Δ --> {\displaystyle \ \Delta \ } dûrahiya epîsentral bi kîlometreyan nîşan dide, dema ku Δ ∘<!-- Δ --> <!-- ∘ --> {\displaystyle \ \Delta ^{\circ }\ } heman dûrahiyê bi pileyên çembera mezin a asta deryayê îfade dike.

Formula ampîrî ya Lillie wiha tê pêşkêşkirin:

Îfadeya matematîkî ya ji bo ${\displaystyle \ M_{\mathsf {L}}=\log _{10}A-2.48+2.76\ \log _{10}\Delta \ }$ tê dayîn.

Di vê çarçoveyê de, ${\displaystyle \ A\ }$ berfirehiyê temsîl dike, bi taybetî jicîhûwarbûna herî zêde ya erdê ya pêla P, ku bi mîkrometre (μm) hatiye pîvandin û bi frekansek 0.8 Hz hatiye tomarkirin.

Formula ampîrî ya Lahr wiha tê pêşniyarkirin:

M L = Qurm ⁡<!-- ⁡ --> A + 1.6 Qurm ⁡<!-- ⁡ --> D −<!-- − --> 0.15 , {\displaystyle \ M_{\mathsf {L}}=\log _{10}A+1.6\ \log _{10}D-0.15\ ,}

Di vê formulasyona taybetî de,

${\displaystyle \ A\ }$ berfirehiya sînyala sîsmografê nîşan dide, ku bi mîlîmetreyan (mm) hatiye îfadekirin.

Herwiha, ${\displaystyle \ D\ }$ dûrahiyê bi kîlometreyan (km) temsîl dike, ku ji bo dûrahiyên kêmtirî 200 km derbasdar e.

Wekî din,

M L = Qurm ⁡<!-- ⁡ --> A + 3.0 Qurm ⁡<!-- ⁡ --> D −<!-- − --> 3.38 ; {\displaystyle \ M_{\mathsf {L}}=\log _{10}A+3.0\ \log _{10}D-3.38\ ;}

Li vir, ${\displaystyle \ D\ }$ bi kîlometreyan (km) tê pîvandin û ji bo dûrahiyên di navbera 200 km û 600 km de derbasdar e.

Formula empirîk a Bisztricsany, ku di sala 1958an de hatiye pêşxistin, ji bo dûrahiyên epîsentral ên di navbera 4° û 160° de tê bikaranîn û wiha tê îfadekirin:

${\displaystyle \ M_{\mathsf {L}}=2.92+2.25\ \log _{10}\left(\tau \right)-0.001\ \Delta ^{\circ }\ ,}$

Di vê hevkêşeyê de,

${\displaystyle \ \tau \ }$ demjimêra Pêla Rûxarê nîşan dide, ku bi saniyeyan tê pîvandin.

Guherbar ${\displaystyle \ \Delta ^{\circ }\ }$ bi dereceyên tê îfadekirin.

Nirxa ${\displaystyle \ M_{\mathsf {L}}\ }$ bi gelemperî di navbera 5 û 8an de diguhere.

Formula empirîk a Tsumura wiha tê pêşkêşkirin:

M L = −<!-- − --> 2.53 + 2.85 Qurm ⁡<!-- ⁡ --> ( F −<!-- − --> P ) + 0.0014 Delta<!-- Δ --> ∘<!-- ∘ --> {\displaystyle \ M_{\mathsf {L}}=-2.53+2.85\log _{10}\left(F-P\right)+0.0014\ \Delta ^{\circ }\ ,}

Di vê formulê de,

${\displaystyle \ F-P\ }$ demjimêra tevahî ya lerizînê nîşan dide, ku bi saniyeyan tê pîvandin.

Parametre ${\displaystyle \ M_{\mathsf {L}}\ }$ bi gelemperî nirxên di navbera 3 û 5an de digire.

Formula empirîk a Tsuboi, ku li Zanîngeha Tokyoyê hatiye pêşxistin, wiha tê îfadekirin:

${\displaystyle \ M_{\mathsf {L}}=\log _{10}A+1.73\ \log _{10}\Delta -0.83\ ,}$

Li vir, ${\displaystyle \ A\ }$ Berfirehîyê nîşan dide, ku bi mîkrometre (μm) tê pîvandin.

Têbînî

Notes

Çavkanî

Çavdêriya Sîsmîk – IRIS Consortium

• Seismic Monitor – IRIS Consortium
• Perspektîf: berawirdkirineke grafîkî ya berdana Enerjîya Erdhejê – Pacific Tsunami Warning Center
• Perspective: a graphical comparison of earthquake energy release – Pacific Tsunami Warning Center