הבנת רעידת האדמה: כיצד מדענים מודדים אירועים סיסמית

מה זה רעידת אדמה?

(FLT:0) גודל כדור הארץ שווה את גודלו של סולט:1 הוא מדד בסיסי המשמש סיאולוגים לכמת את גודל או שחרור האנרגיה של רעידת אדמה במקורו.בניגוד לעוצמה, המתאר את ההשפעות של רועד במקומות ספציפיים משתנה עם מרחק ותנאים מקומיים, גודל הוא נכס פנימי של רעידת האדמה עצמה.

סולם מגניטד הם דינמי, כלומר שכל מספר שלם מצטבר מתאים בערך עלייה פי עשרה בגל הסיסמית'י amplitude ובערך 32 פעמים יותר אנרגיה שוחררה.לדוגמה, רעידת אדמה בגודל 6.0 משחרר בערך 32 פעמים את האנרגיה של אירוע בגודל 5.0.טבע לונארית מאפשר למדענים לייצג את הטווח העצום של רעידת אדמה - מ-ceptable microtquatable אירועים מסיביים, בקנה מידה עצום של גודל 5.0.

הבנת גודל רעידת האדמה חיונית ליישומים מרובים, כולל מערכות התראה מוקדם רעידת אדמה, הערכת סיכונים סיסמית, פיתוח קוד בנייה, ביטוח סיכון מודל, ותכנון בטיחות הציבור. שיפורים מתמידים בטכניקות מדידה לעזור לחדד את ההבנה שלנו של תהליכי רעידת אדמה ולשפר את הדיוק והעקביות של הערכות גודל.

איך נמדדת מגונטודה?

תהליך המדידה של רעידת האדמה מתחיל עם גודל של FLT:0 (מעגלות) 1:1, מכשירים רגישים מאוד אשר לזהות וקליט תנועות קרקע הנגרמות על ידי גלים סיסמיים מודרניים משתמשים בדרך כלל במסה מושעה או עקרונות אלקטרומגנטיים כדי להמיר את הקרקע אותות חשמליים.

כאשר רעידת אדמה מתרחשת, היא מייצרת סוגים שונים של גל סיסמי:

(ב) ⁇ (בלטינית:0) ⁇ (גלי תהילים): התגלות 1: ⁇ 1) הגלים הסיסמית המהירים ביותר, עוברים דרך הפנים של כדור הארץ באמצעות תנועה דחיסה.
(ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד): "הגלי הרה" (בראשית כ"ד) ה"ד).
(ב) גלי אהבה וגלילי (אהבה וגלילי): מסעי 1:1 לאורך פני האדמה, ובדרך כלל גורמים לזעזועים ולנזקים החזקים ביותר.

סמנטיים מתעדים את הגלים האלה כסכמת, גרף של סדרות זמן המציג את תנועת הקרקע אמפליטודה מול הזמן. לקבוע גודל, סיאולוגים מודדים את האובדן של סוגים מסוימים של גל סיסמית על ה-Semogram וליישם תיקונים למרחק בין מקור רעידת האדמה וכל תחנה כדי לחשב את ההתעצמות – כיצד גל יורד כגלים של התפשטות דרך חומרי כדור הארץ.

בנוסף, התוכן התדירות של גלים סיסמיים ניתח. רעידות אדמה גדולות יותר בדרך כלל לייצר אנרגיה נמוכה יותר ונמוכה פחות אנרגיה בהשוואה לאירועים קטנים יותר.מאפיינים ספקטרליים אלה מסייעים להבחין בין גודלות שונות ולשפר את הדיוק של הערכות גודל.

סוגי מגנזיום

מכיוון שאף גודל יחיד אינו תופס באופן מושלם את כל גודל רעידת האדמה, המרחקים והסביבות הטקטוניות, הסילוגולוגים משתמשים במגוון רחב של קשקשים משלימים המותאמים לסוגים שונים של גל, להקות תדרים ומאפיינים של רעידות אדמה.

Richter Scale (מקומי Magnitude, ML)

סולם גודלו של ה-FLT:0 (ML)Figal Scale:1), הידוע יותר בשם "סולם ריכטר", פותח בשנת 1935 על ידי צ'ארלס ריצ'ר ובן גוטנברג במכון הטכנולוגי של קליפורניה.זה היה הגודל הראשון מאומצן באופן נרחב ונותר איקוני מבחינה תרבותית. ריץ' המוגדר על בסיס ה"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ מ"מ מ"ר-"מ"מ, אשר נרשם על ידי סוג של מרחק של מרחק של מרחק של מרחק של 100 ק"מ – ואבן-ומ – ו-100 קילומטרים של רעידת אדמה סטנדרטי – ו"מ – ו"מ, ו"מ, ו"מ, ו"מ, ו- 100 קילומטרים של רעידת אדמה סטנדרטי – ו-ומטר עד 100 קילומטרים של רעידת אדמה סטנדרטי.

בעוד יעיל לרעידות אדמה בינוניות בדרום קליפורניה, הסקאלה של ריצ'ר יש מגבלות בולטות.זה נוטה ל-FLT:0 saturateFLT:1 לאירועים גדולים יותר (מעלה של 6.5 עד 7.0), שבו גל לא עולה יותר באופן יחסי עם רעידת אדמה.בנוסף, כי ה calibration המקורי היה אזור ספציפי, ערכי ML אינם עקביים בעולם ללא התאמה.

זמן קצר (Mw)

בשלהי שנות ה-70, ה-FLT:0 (Mw)MocioFLT:1 מתייחס להגבלות הסריקה והאזוריות של המאזניים הקודמות על ידי התייחסות ישירה לגודלו הפיזי של רעידת האדמה.It מחושב מן ה-FLT:2 (M0) ברגע הניחוי (M0)FharLT:3, אשר מחלחל את האנרגיה הכוללת על ידי רעידת אדמה חופשית:

(ב) ויקרא י"א): "ה' (ב') ויקרא ויקרא י"ד:

(ב) ויקרא י"א): "הנוקשות של הסלעים המעורבים במצילים.
(ב) ,0) ,(א): ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0) , ⁇ (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

הרגע הסיסמית נגזר על ידי מודל של גלים סיסמית ארוכים (periods החל מ 10 שניות עד כמה מאות שניות) שנרשמו בתחנות מרובות ברחבי העולם.הגודל הרגע מחושב באמצעות הנוסחה:

(ב) ויקרא י"א:2 (ב) ויקרא י"ד): "ב' (ב' ויקרא י"ד):" (ב) ויקרא י"ד:5)

בניגוד לגודלו של ריצ'רד, מואו אינו מחלחל אפילו לרעידות האדמה הגדולות ביותר.לדוגמה, רעידת האדמה של ואלדיביה 1960 בצ'ילה, הגדולה ביותר שנרשמה אי פעם עם Mw 9.5, ו רעידת האדמה סומטרה-ומאן של 2004 (Mw 9.1) נמדדת באופן מדויק באמצעות Mw. כי זמן הוא תואם ישירות לגודל הפיזי והחלקה של האשמה, הוא העדיפה את הסקאלה לכל מקרי רעידת האדמה הדמומיתים כמו ה-FUSD.

גוף-ואב מגניטד (mb)

גודל הגלים (mb)FeloLT:1 (מ) הוא מבוסס על אמפדות של הגלים הסיסמית המהירים ביותר, ה- P-waves, נמדד על קצר-טווח (כ 1 הרץ) סממטרים. כי P-waves לנסוע דרך הפנים של כדור הארץ ומגיעים ראשון בתחנות סיסמיכות, mb יכול להיות מחושב במהירות מהנתונים מרחוק), כדי לבצע בדיקה גרעינית מהירה (מרחקים), והופכים את רעידת האדמה).

עם זאת, mb נוטה להשתחוות בגודל בינוני (מעל 6.0 עד 6.5), הגבלת השימושיות שלו לרעידות אדמה גדולות מאוד.למרות זאת, mb נשאר חשוב לאופי רעידות אדמה קטנות יותר ברחבי העולם ולהערכה ראשונית.

Surface-Wave Magnitude (Ms)

(FLT:0) גודל גלי גלי (Ms)teauFLT:1) משתמש באמפלוט של גלי פני השטח, בעיקר גלי ריילי, עם תקופות ליד 20 שניות. גלים משטח לנוע לאט יותר מאשר גלי גוף, אך לעתים קרובות יש יותר מדגימות במעמקים רדודים, מה שהופך את גבה יעילה במיוחד למדידת רעידות אדמה רדודות אדמה בין גודל -5.5 ו 8.5.

עם זאת, בדומה ל- mb ו-ML, גב' סאקורטס על רעידות אדמה גדולות מאוד (מעל 8.5) כי העלייה בגל פני השטח יורדה.קטלוגים היסטוריים רבים מדווחים על ערכי גב', במיוחד לאירועים שהתרחשו לפני התפתחות גודל הרגע.

פרטים נוספים: Magnitude Scales

(ב) ⁇ :0) ,התמדה (מרד): גודל ההערכות של ההערכות (המדכאים) על בסיס משך מוחלט של האות הסיסטאני ולא אמפודו. שימושי לרעידות אדמה קטנות מאוד או רעד געשי שבו מדידות אמפולות אינן אמינות.
(ב) דרבי:0) דרבירג'יה מגניטד (Me): דרבי"ר:1"ד דרבירד מן האנרגיה הססיסטית המפוארת הכוללת ולא הרגע הססיסטי.זה יכול להיות שונה מ-Mw לרעידות אדמה המשחררות אנרגיה גבוהה או נמוכה יחסית לרגע שלהם.
(FLT:0)Mwp ו- Mwb:FLT:1 Rapid, ליד-מציאות הערכות על בסיס נתוני P-wave המיועדים ל מערכות התראה מוקדמות רעידת אדמה.אלה מספקים הערכות ראשוניות מהירות להקל על תגובה חירום.

זה נפוץ עבור סיסמיולוגים לדווח על סוגים רבים של גודל זהה רעידת אדמה, כגון "M6.2 mb, M6.8 גב ', Mw 7.1", ולאחר מכן לבחור את הערך אמין ביותר עבור דיווח רשמי.

מגניטד לעומת אינטנסינסיות: הבנת ההבדל

חשוב להבחין בין רעידת האדמה:0 (הידועה) ל-1:1 ו-(FLT:2intensityFLT 3: 3), אשר קשורים אך שונים ביסודם מושגים, בעוד שגודלם של האנרגיה של רעידת האדמה במקור, מתאר את חומרת הרעה והנזק שחווה במיקום מסוים.

התגברות נמדדת באמצעות קשקשים כגון:0Modified Mercalli Intensity (MMI) ScaleveFLT:1, אשר נע בין I (לא מורגש) ל- XII (הרס פנימי) ערכים אינטנסיביים משתנים במידה רבה בהתאם למרחק של אפיקוץ, תנאים גיאולוגיים מקומיים (כגון סוג אדמה), עיצוב, וגורמים אחרים.

לדוגמה, רעידת האדמה של צפוןרידג' ב- 1994 בקליפורניה הייתה בגודל של Mw 6.7 אך גרמה נזק חמור באזורים מסוימים בשל אדמה רכות כי גלדה מוגברת ובניינים מבוגרים שהיו פגיעים להתמוטטות.

הידיעה על חלוקת אינטנסיביות מ רעידת אדמה חיונית לניהול חירום, להנחות פעולות חיפוש והצלה ושיפור קודי בנייה כדי להפחית את הנזק העתידי.עם זאת, עבור השוואות מדעיות של גודל רעידת אדמה ושחרור אנרגיה, גודלו נותר המדד הסטנדרטי.

איך מגונטד קלקולה בפרקטיקה?

כאשר רעידת אדמה מכה, רשתות סיסמית לזהות באופן אוטומטי את זמני ההגעה של P- ו- S-wave בתחנות מרובות, אשר מאפשר נחישות מהירה של ההיפוקום של רעידת האדמה (נקודת הקרע בתוך כדור הארץ) ו- אפיקבמרכז (הפרויקט פני השטח).

לאחר מכן, estimation Magnitude של סוגי הגל הסיסמית ספציפיים על כל הפיגמנט של התחנה.מדת אמפירה זו חייבת להיות מתוקנת למרחק בין התחנה לבין רעידת האדמה, באמצעות שימוש מוקדם יותר (FLT:0attenuation עקומsFLT:1 המתאר כיצד גלות סיסמיות עקב ירידה באנרגיה גיאומטרית וחומרים מתפזרים בחומרים.

חישובים של גודל רגע, התהליך הוא יותר מעורב.סיולוגים לנתח גלפורים סיסמיים ארוכים מתחנות מרובות ומשווים אותם לססמינוגרם סינתטי שנוצר על ידי מודלים ממוחשבים המפשטים פרמטרים שונים של מקור רעידת אדמה, כולל אוריינטציה לקויה וכמות חלקלקה.תהליך העיוות הזה מוצא את הרגע הסיסמיטי (M0) המתאים ביותר לנתונים שנצפו.

העיוות יכול לקחת מכמה דקות עד שעות בהתאם לגודל רעידת האדמה וזמינות הנתונים של רשתות סיסמית מודרניות כגון FLT:0Incomed Research Institutions for Seismology (IRIS)FLT:1 לספק זרמי נתונים בזמן אמת המאפשרים estimation ואופי אירוע מהיר ברחבי העולם.

עבור רעידות אדמה גדולות, הערכות רבות של גודל ושיטות שונות משולבות כדי לייצר גודל קונצנזוס עם מגבלות אי ודאות, הבטחת דיוק ואמינות בדיווח.

גבולות ואתגרים במערה

למרות התקדמות, אין גודל הוא ללא מגבלות.אתגרי מפתח כוללים:

(FLT:0) רוויה: 1 (Richter ML, גלי גוף, גלי פני השטח) ניסיון משיכה, שבו גל לא עולה יותר באופן יחסי עם גודל רעידת אדמה, הגבלת הדיוק שלהם לאירועים גדולים.
(התלות:0) התלות התלות: 1FLT:1 גלי פני השטח נחלשים עם עומק, כך גב' יעילה בעיקר לרעידות אדמה רדודה (פחות מ- 50 ק"מ עומק) גודל גלי הגוף רגישים פחות לעומק, אך יש להם מגבלות משלהם.
(FLT:0) וריאציה רגולטורית: 1FLT) גל רעידת אדמה משתנה באזור בשל הבדלים בהרכב הקרום ובמבנה. כתוצאה מכך, רעידות אדמה בגודל זהה עלולות לייצר אטמות שונות באזורים שונים, אם כי שחרור האנרגיה שלהם דומה.
(FLT:0)Rapid לעומת גודל סופי:FLT:1 , הערכות מוקדמות מסתמכות לעתים קרובות על נתונים מוגבלים וניתן לתקן כרשומות סיסמיות נוספות ונתונים ארוכי טווח הופכים זמינים.לדוגמה, הגודל הראשוני של רעידת האדמה Tōhoku בשנת 2011 דווח כ- Mw 8.1, לאחר מכן מתוקן ל- Mw 9.0 לאחר ניתוח מפורט.
(FLT:0) תקשורת ודיווח: 1FLT 1 Miscommunication או השמטת גודל השימוש בדיווח ציבורי יכול לגרום לבלבול. רעידת האדמה של האיטי 2010 דווחה כראוי כ- Mw 7.0, אבל לפעמים הסקאלה הושמה או לא מכוערת בכיסוי התקשורתי.

מחקר מתמשך נועד לשפר את הדטרמיציות גודל על ידי שילוב של מערךים ססמיים צפופים, טכניקות גיאדות לווייניות כגון GPS ו- InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar), ואלגוריתמי למידת מכונה שמשפרים זיהוי אותות ופרדת רעש.

רעידות אדמה בלתי ניתנות להשגה ולמגרשיהם

בחינת כמה רעידות אדמה משמעותיות ביותר בהיסטוריה מסייעת להמחיש את היישום ואת החשיבות של גודל:

Valdivia, צ'ילה (Mw 9.5: 10: 10] רעידת האדמה הגדולה ביותר שנרשמה אי פעם ברחבי העולם.הוא יצר צונאמי גדול האוקיינוס השקט, בתחילה מוערך בערך 8.5 בסולם הריץ לפני שגודל הזמן היה קיים, מאוחר יותר חזרות על Mw 9.5.אירוע זה נשאר ציון של הבנת רעידות אדמה ענקיות.
(FLT:02011 Tōhoku, יפן (Mw 9.1): רעידת אדמה מסיבית זו גרמה צונאמי קטסטרופלי ואת אסון הגרעין Fukushima.ה Mw נקבע בדיוק באמצעות גלים סיסמיים ארוכים וגלימות GPS של עקירת ים, מראה שילוב של סיסמיולוגיה וגיאודות בקנה מידה גדול.
(FLT:01906 סן פרנסיסקו, קליפורניה (המוגדרת מ"ו 7.8): "החלל 1" (Occurred) לפני הסאמוגרפיה המודרנית הייתה נפוצה.הגודל שלה מופרע מאורך קרע, דוחות אינטנסיביים ומחקרים גיאולוגיים, עם רננביחות מודרניות המצביעות על בערך Mw 7.8.אירוע זה הדגיש את החשיבות של היערכות סיסמיכות באזורים עירוניים.
(FLT:02015 גורקה, נפאל (Mw 7.8): רעידת אדמה בגודל בינוני שגרם להרס חמור בשל גיאולוגיה מקומית ותקני בנייה עניים.
(FLT:01989 Loma Prieta, קליפורניה (Mw 6.9): FLT:1 גרם נזק משמעותי במהלך הסדרה העולמית, להפגין כמה גודל, מיקום, תנאי האתר המקומיים אינטראקציה כדי להשפיע על רעידת האדמה.

דוגמאות אלה מדגישות את טווח גודל רעידת האדמה ואת התפקיד הקריטי של קשקשים בקנה מידה גדול בהגדרה של שחרור האנרגיה שלהם ומדריך התגובות.

כיוונים עתידיים ב רעידת אדמה

התקדמות בטכנולוגיה ממשיכה לשפר את הדיוק והמהירות של המדידה של רעידת האדמה.יש התפתחויות מבטיחות כוללות:

(FLT:0) ⁇ סיסמית': FIRLT:1) הגדלת המספר והכיסוי של תחנות סיסמיות, במיוחד באזורים פעילים מבחינה סיסמית, מאפשר נחישות מדויקת ומהירה יותר.
(FLT:0Satellite Geodesy:FLT:1 טכניקות כמו GPS ו- InSAR מספקים מדידות ישירות של עקירת קרקע במהלך רעידות אדמה, השלמת נתונים סיסמיים ושיפור חישובי גודל הרגע.
(FLT:0) למידת המחשוב: אלגוריתמים של אינטליגנציה מלאכותית מוחלים על מנת לזהות אותות סיסמיים בין רעש, סיווג סוגי רעידות אדמה, להעריך גודל מהר יותר ואמין.
מערכות התראה מוקדמות משולבות:0) שילוב של הערכות מהירות של גודל ומקורות נתונים מרובים מאפשר רעידת אדמה יעילה יותר מוקדם התראה מוקדמת והפחתה של סיכונים.
(הסטנדרטיזציה:0Global Standardization:FLT:1) ממשיך לפגוע בדיווחי גודל ברחבי העולם כדי להפחית את הבלבול ולשפר את התקשורת בין מדענים, מנהלי חירום והציבור.

עם ההתקדמות הזו, היכולת שלנו להבין, לכמת ולהגיב לרעידות אדמה תמשיך להשתפר, ובסופו של דבר להפחית סיכונים ולהצלת חיים.