本頁使用了標題或全文手工轉換

里氏地震規模

維基百科,自由的百科全書
(已重新導向自 黎克特制地震震級)
前往: 導覽搜尋
Richter.png

里氏地震規模英語:Richter magnitude scale),亦稱近震震級local magnitude, ML),是表示地震規模大小的標度。它是由觀測點處地震儀所記錄到的地震波最大振幅常用對數演算而來。所以,震級相差1代表振幅相差10倍,而所釋出的能量則相差約32倍。[1]由於地震儀的位置一般並不在震中,考慮到地震波在傳播過程中的衰減以及其它干擾因素,計算時需減去觀測點所在地地震規模所應有的振幅之對數。

發展歷史[編輯]

里氏地震規模最早是在1935年由兩位來自美國加州理工學院的地震學家里克特古騰堡共同制定的。

此標度原先僅是為了研究美國加州地區發生的地震而設計的,並用伍德-安德森扭力地震儀測量。里克特設計此標度的目的是區分當時加州地區發生的大量小規模地震和少量大規模地震,而靈感則來自天文學中表示天體亮度的星等

為了使結果不為負數,里克特定義在距離震中100公里處之觀測點地震儀記錄到的最大水平位移為1微米(這也是伍德-安德森扭力式地震儀的最高精度)的地震作為0級地震。按照這個定義,如果距震中100公里處的伍德-安德森扭力式地震儀測得的地震波振幅為1毫米(103微米)的話,則震級為里氏3。里氏地震規模並沒有規定上限或下限。現代精密的地震儀經常記錄到規模為負數的地震。

由於當初設計里氏地震規模時所使用的伍德-安德森扭力式地震儀的限制,近震規模ML若大於約6.8或觀測點距離震中超過約600公里便不適用。後來研究人員提議了一些改進,其中面波震級(MS)和體波震級(mb)最為常用。

缺點和改進[編輯]

里氏地震規模的主要缺陷在於它與震源的物理特性沒有直接的聯繫,並且由於「地震強度頻譜的比例定律」(The Scaling Law of Earthquake Spectra)的限制,在規模7左右即會產生飽和效應,使得一些強度明顯不同的地震在用傳統方法計算後得出里氏地震規模(ML)數值卻一樣。到了20世紀中後期,地震學者普遍認為這些傳統的地震規模表示方法已經過時,轉而採用一種物理含義更為豐富,更能直接反應地震過程物理實質的表示方法即矩震級。地震矩規模是由同屬加州理工學院的金森博雄教授於1977年提出的。地震矩規模能更好的描述地震的物理特性,如地層錯動的大小和地震的能量等。

地震震級與地震烈度是不同的概念。地震烈度(例如麥加利地震烈度)是表示地震破壞程度的標度,與地震區域的各種條件有關,並非地震之絕對強度。

震級與發生頻率[編輯]

下表列出的是不同黎克特制震級(ML)的年均發生次數和震中地區的影響:

震級 描述 麥加利地震烈度 一般地震影響 平均發生頻率(全球)
少於2.0 極微 I 微震,沒感覺,地震儀可以記錄 持續/每年數百萬次
2.0–2.9 微小 I–II 一些人略微感覺到,但不損傷建築物 每年超過100萬次
3.0–3.9 II–IV 大部分人有感覺,但很少造成傷害,室內物體晃動明顯 每年超過10萬次
4.0–4.9 輕微 IV–VI 室內物體明顯晃動,大多數人在受影響地區感覺,在外面稍微感覺到。通常會導致無人最小的損傷,中度至顯著損害則不太可能,某些物件可能從貨架掉落或打翻。 每年1–1.5萬次
5.0–5.9 中等 VI–VIII 可對建造不佳的建築物引起不同嚴重程度的損壞,但向其他所有建築物只造成無或輕微損壞,每個人都感覺到 每年1–1.5千次
6.0–6.9 強烈 VII–X 在人口密集的地區,對一定數量的建造優良的建築物造成損壞。抗震結構承受輕度到中度損傷。設計不佳的結構造成中度至嚴重的傷害。在更廣泛的領域都感覺到地震,從震央到數百英里或公里。於震央區有強至劇烈搖晃。 每年100–150次
7.0–7.9 重大 VIII或以上 導致大部分建築物損壞,有的部分或全部倒塌或受到嚴重損壞。設計優良的結構也可能造成損害。在很遠的距離都有重大損害,但主要局限於震央250公里內 每年10–20次
8.0–8.9 極大 建築物嚴重損壞,其結構可被破壞,會對堅固和抗震建築造成中度至嚴重破壞。在廣大地區造成損壞,在非常大的地區都感覺到 每年1次
9.0或以上 已經或接近完全破壞-對所有建築物嚴重損壞或倒塌,嚴重破壞和震動延伸到遙遠的地方,地面地形有永久性的變化 每10–50年1次

數據來自美國地質調查局。需要注意的是由於地震影響還受當地地質條件等因素的影響,表中描述的是極端影響

歷史紀錄中最強烈的地震是1960年5月22日的智利大地震,矩震級為9.5。

震級與能量[編輯]

芮氏地震規模與能量關係的等式如下:

從以上等式可得出,規模每相差1.0,釋放的能量就相差101.5倍,即約32倍;每相差2.0,釋放能量則相差1000倍。

下表列出的是不同級別的地震釋放的能量相當於的三硝基甲苯當量(1噸TNT炸藥能量約為4.184×109焦耳):(注意,此表中三硝基甲苯當量與實例嚴重不符,其正確性有待考證)

大約震級 大致相應的TNT的地震能量產量 大致相應的焦耳 例子
0.0 15克 63千焦
0.2 30克 130千焦 手榴彈
1.5 2.7公斤 1100萬焦 典型的小型爆破造成的地震
2.1 21公斤 8900萬焦 美國德州化肥廠爆炸事件
3.0 480公斤 20億焦 1995年俄克拉何馬城爆炸案
3.5 2.7噸 110億焦 1988年內華達州亨德森PEPCON植物燃料爆炸英語PEPCON disaster
3.87 9.5噸 400億焦 1986年切爾諾貝利核電廠爆炸
3.91 11噸 460億焦 巨型兵器空爆原子彈
6.0 1.5萬噸 63兆焦 廣島市投擲的小男孩原子彈所產生的大約能量(~16 kt)
7.9 1070萬噸 45拍焦 通古斯大爆炸
8.35 5000萬噸 210拍焦 沙皇炸彈—一枚史上最強大且被測試過的熱核武器。大多數的能量消散在大氣中。此次地震所帶來的衝擊在5.0~5.2級之間。
9.15 8億噸 3.3艾焦 產生於75,000年前的多峇巨災;也是史上所有已知的火山爆發中規模最大的。
13.0 100兆噸 420皆焦 猶加敦半島撞擊事件(造成了希克蘇魯伯隕石坑)6500萬年前(108兆子;超過4×1029 爾格=400澤它)。

參考文獻[編輯]

外部連結[編輯]

參見[編輯]