موجات الزلازل هي الاهتزازات من الزلازل التي تسافر عبر الأرض ؛ يتم تسجيلها على أدوات تسمى أجهزة قياس الزلازل. تسجل أجهزة قياس الزلازل أثرًا متعرجًا يوضح السعة المتفاوتة لتذبذبات الأرض تحت الجهاز. يمكن الكشف عن أجهزة قياس الزلازل الحساسة ، التي تضخم إلى حد كبير هذه الحركات الأرضية زلازل قوية من مصادر في أي مكان في العالم. الوقت والمواقع وحجم هزة أرضية يمكن تحديدها من البيانات المسجلة بواسطة محطات قياس الزلازل.
حجم ريختر مقياس تم تطويره في عام 1935 بواسطة Charles F. ريختر من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا كجهاز رياضي لمقارنة حجم الزلازل. يتم تحديد حجم الزلزال من لوغاريتم اتساع الموجات المسجلة بواسطة أجهزة قياس الزلازل. يتم تضمين تعديلات للتغير في المسافة بين مختلف الزلازل ومركز الزلازل. على مقياس ريختر ، يتم التعبير عن المقدار بالأعداد الصحيحة والكسور العشرية. على سبيل المثال ، قد يتم حساب قوته 5.3 لزلزال معتدل ، ويمكن تصنيف زلزال قوي على أنه قوته 6.3. نظرًا للأساس اللوغاريتمي للمقياس ، فإن كل زيادة كاملة في الحجم تمثل زيادة بمقدار عشرة أضعاف في القياس سعة كتقدير للطاقة ، تتوافق كل خطوة عددية كاملة في مقياس المقدار مع إطلاق طاقة تزيد بنحو 31 مرة عن الكمية المرتبطة بقيمة الرقم الكامل السابقة.
في البداية ، كان يمكن تطبيق مقياس Richter فقط على السجلات من أدوات التصنيع المتطابقة. الآن ، يتم معايرة الأدوات بعناية فيما يتعلق ببعضها البعض. وبالتالي ، يمكن حساب الحجم من سجل أي مقياس زلازل معاير.
عادة ما تسمى الزلازل التي يبلغ حجمها حوالي 2.0 أو أقل الزلازل الدقيقة. لا يشعر بها الناس عادة ويتم تسجيلها بشكل عام فقط على أجهزة قياس الزلازل المحلية. الأحداث التي يبلغ حجمها حوالي 4.5 أو أكثر - هناك عدة آلاف من هذه الصدمات سنويًا - قوية بما يكفي ليتم تسجيلها بواسطة أجهزة قياس الزلازل الحساسة في جميع أنحاء العالم. الزلازل العظيمة ، مثل زلزال الجمعة العظيمة لعام 1964 في ألاسكا ، تبلغ قوتها 8.0 أو أعلى. في المتوسط ، يحدث زلزال واحد من هذا الحجم في مكان ما من العالم كل عام. مقياس ريختر ليس له حد أعلى. في الآونة الأخيرة ، تم تصميم مقياس آخر يسمى مقياس حجم اللحظة لإجراء دراسة أكثر دقة للزلازل العظيمة.
لا يستخدم مقياس Richter للتعبير عن الضرر. زلزال في منطقة مزدحمة بالسكان مما أدى إلى سقوط العديد من القتلى وضرر كبير لها نفس حجم الصدمة في منطقة نائية لا تفعل أكثر من تخويف الحيوانات البرية. قد لا يشعر البشر حتى بالزلازل كبيرة الحجم التي تحدث تحت المحيطات.
مقابلة NEIS
فيما يلي نسخة من مقابلة NEIS مع تشارلز ريختر:
كيف أصبحت مهتما بعلم الزلازل؟
تشارلز ريتشر: لقد كان حادثًا سعيدًا حقًا. في Caltech ، كنت أعمل على درجة الدكتوراه. في الفيزياء النظرية في ظل الدكتور روبرت ميليكان. ذات يوم اتصل بي في مكتبه وقال إن مختبر الزلازل كان يبحث عن فيزيائي. لم يكن هذا خطّي ، لكن هل كنت مهتمًا على الإطلاق؟ تحدثت مع هاري وود المسؤول عن المختبر. ونتيجة لذلك ، انضممت إلى موظفيه في عام 1927.
ما هي أصول مقياس حجم الأداة؟
تشارلز ريتشر: عندما التحقت بطاقم عمل السيد وود ، كنت منخرطًا بشكل رئيسي في العمل الروتيني للقياس رصد الزلازل وتحديد الزلازل ، بحيث يمكن إعداد كتالوج لمراكز الزمان وأوقات حادثة. بالمناسبة ، فإن علم الزلازل مدين بديون غير معترف بها إلى حد كبير للجهود المستمرة لـ Harry O. خشب لإحداث برنامج الزلازل في جنوب كاليفورنيا. في ذلك الوقت ، كان السيد Wood يتعاون مع Maxwell Alien في مراجعة تاريخية للزلازل في كاليفورنيا. كنا نسجل على سبع محطات متباعدة على نطاق واسع ، وجميعها بواسطة أجهزة قياس الزلازل ذات التواء وود أندرسون.
ما التعديلات التي تم تضمينها في تطبيق المقياس على الزلازل حول العالم؟
تشارلز ريتشر: أنت تشير حقًا إلى مقياس الحجم الأصلي الذي نشرته في عام 1935 تم إعدادها فقط لجنوب كاليفورنيا ولأنواع معينة من أجهزة قياس الزلازل المستخدمة هناك. بدأ توسيع النطاق ليشمل الزلازل العالمية والتسجيلات على الآلات الأخرى في عام 1936 بالتعاون مع الدكتور جوتنبرج. تضمن ذلك استخدام السعات المبلغ عنها للموجات السطحية التي تبلغ مدتها حوالي 20 ثانية. بالمناسبة ، فإن التعيين المعتاد لمقياس الحجم لإسمي لا يقل عن العدالة الدور الكبير الذي لعبه الدكتور غوتنبرغ في توسيع النطاق لتطبيق الزلازل في جميع أنحاء العالمية.
كثير من الناس لديهم انطباع خاطئ بأن حجم ريختر يعتمد على مقياس 10.
تشارلز ريتشر: يتوجب علي تصحيح هذا الاعتقاد مرارًا وتكرارًا. بمعنى ما ، يتضمن الحجم خطوات من 10 لأن كل زيادة بمقدار واحد تمثل تضخيمًا بعشرة أضعاف لحركة الأرض. ولكن لا يوجد مقياس 10 بمعنى الحد الأعلى كما هو الحال بالنسبة لمقاييس الكثافة ؛ في الواقع ، يسعدني أن أرى الصحافة تشير الآن إلى مقياس ريختر المفتوح. تمثل أرقام الحجم ببساطة القياس من سجل الزلازل - لوغاريتمي للتأكد ولكن بدون سقف ضمني. تبلغ أعلى الزيادات التي تم تخصيصها حتى الآن للزلازل الفعلية حوالي 9 ، ولكن هذا يمثل حدًا في الأرض ، وليس في المقياس.
هناك سوء فهم شائع آخر وهو أن مقياس الحجم هو في حد ذاته نوع من الأدوات أو الأجهزة. سيطلب الزوار بشكل متكرر "رؤية المقياس". إنهم محبطون بالرجوع إلى الجداول والرسوم البيانية التي يتم استخدامها لتطبيق المقياس على القراءات المأخوذة من مخططات الزلازل.
لا شك أنك غالبًا ما تُسأل عن الفرق بين الحجم والشدة.
تشارلز ريتشر: هذا يسبب أيضًا ارتباكًا كبيرًا بين الجمهور. أحب استخدام القياس مع البث الإذاعي. تنطبق في علم الزلازل لأن أجهزة قياس الزلازل أو أجهزة الاستقبال تسجل موجات الاضطراب المرن أو الموجات الراديوية التي يتم إشعاعها من مصدر الزلزال أو محطة البث. يمكن مقارنة المقدار بإخراج الطاقة بالكيلووات لمحطة البث. ويمكن بعد ذلك مقارنة الكثافة المحلية على مقياس Mercalli بقوة الإشارة على جهاز استقبال في منطقة معينة ؛ في الواقع ، جودة الإشارة. ستنخفض شدة قوة الإشارة بشكل عام مع المسافة من المصدر ، على الرغم من أنها تعتمد أيضًا على الظروف المحلية والمسار من المصدر إلى النقطة.
كان هناك اهتمام مؤخرًا بإعادة تقييم ما يعنيه "حجم الزلزال".
تشارلز ريتشر: التنقية أمر لا مفر منه في العلم عندما تجري قياسات لظاهرة لفترة طويلة من الزمن. كان هدفنا الأصلي هو تحديد الحجم بدقة من حيث الملاحظات الآلية. إذا قدم المرء مفهوم "طاقة الزلزال" ، فهذه كمية مشتقة نظريًا. إذا تم تغيير الافتراضات المستخدمة في حساب الطاقة ، فإن هذا يؤثر بشكل خطير على النتيجة النهائية ، على الرغم من أنه قد يتم استخدام نفس مجموعة البيانات. لذا حاولنا إبقاء تفسير "حجم الزلزال" مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بملاحظات الأداة الفعلية المعنية قدر الإمكان. ما ظهر بالطبع هو أن مقياس الحجم يفترض مسبقًا أن جميع الزلازل متشابهة باستثناء عامل قياس ثابت. وقد ثبت أن هذا أقرب إلى الحقيقة مما توقعنا.