Žemės drebėjimo stiprumas ir intensyvumas

Žemės drebėjimo pasireiškimui apibūdinti yra naudojami du parametrai – stiprumas arba magnitudė (angl., "magnitude") (dažnai žymima trumpiniu M) ir intensyvumas (angl., "intensity") (dažnai žymima trumpiniu I).

Žemės drebėjimo stiprumas nusako, kiek energijos išsilaisvino žemės drebėjimo židinyje. Stiprumas apskaičiuojamas pagal seismografais užfiksuotų virpesių amplitudes. Intensyvumas nusako žemės drebėjimo sukeltų virpesių lygį balais tam tikroje vietoje žemės paviršiuje.

Intensyvumas nustatomas pagal žmonių, pastatų ir gamtinės aplinkos reakcijas. Skirtingose vietose žemės drebėjimo sukeltų virpesių intensyvumai skiriasi. Dažniausiai stebimas didžiausias intensyvumas seisminio įvykio epicentre, o tolstant nuo jo intensyvumas mažėja koncentriškai. Sąryšis tarp stiprumo ir intensyvumo yra sudėtingas ir nevienareikšmis. Intensyvumas, stebimas tam tikroje vietoje, priklauso nuo žemės drebėjimo stiprumo, fokalinio mechanizmo, hipocentro gylio, epicentro atstumo ir stebėjimo vietoje esančio grunto sąlygų. Žemės drebėjimą nusako tik viena stiprumo vertė ir daug (priklausomai nuo prieš tai išvardytų faktorių) intensyvumų verčių skirtingose vietose.

Žemės drebėjimų stiprumui ir intensyvumui įvertinti yra naudojamos skirtingos matavimo skalės. Stiprumui matuoti naudojamos įvairios logaritminės skalės, neturinčios apibrėžtos apatinės ir viršutinės ribos. Visuomenėje geriausiai žinoma Richterio skalė. Metodą žemės drebėjimų stiprumui įvertinti 1931 m. pasiūlė japonas K. Wadati, vėliau, 1935 m., jį patobulino Ch. Richter. Stiprumas, remiantis Richterio metodu, yra lygus Wood-Anderson seismometru užfiksuotos seismogramos maksimalios amplitudės dešimtainiam logaritmui, kai epicentro atstumas yra 100 km. Jeigu atstumas iki židinio yra kitoks, įvedama atitinkama pataisa. Be to, kitos skaičiavimo pataisos įvedamos dėl kitokių geologinių sąlygų.

Richterio stiprumų skalė moksliniuose tyrimuose nėra plačiai naudojama, nes tinka įvertinti tik vietinius įvykius esant tam tikroms geologinėms sąlygoms. Paprastai tyrimuose naudojamos kitų tipų stiprumų skalės: vietinės, tūrinių bangų, paviršinių bangų, momento, energijos ir kt. Stiprumų skalės yra logaritminės, todėl vieneto skirtumas žemės drebėjimo stiprumo įverčiui yra lygus žemės drebėjimo metu išsilaisvinusios energijos kiekio pokyčiui ~30 kartų (2 lentelė), pvz., M 6,0 žemės drebėjimo metu išsiskyrusios energijos kiekis yra 30 kartų didesnis negu įvykus M 5,0 žemės drebėjimui; M 7,0 žemės drebėjimo metu išsiskyrusios energijos kiekis yra 900 (30*30=900) kartų didesnis negu įvykus M 5,0 žemės drebėjimui.

Stiprumų skalės turi ir niegiamas, ir teigiamas vertes ir yra atviros (1 lentelė). Neigiamos stiprumų vertės nustatomos mažiems ir nereikšmingiems įvykiams, pvz., smulkiems uolienų pleišėjimams. Stipresnių ir stiprių įvykių vertės yra teigiamos. Nors skalė yra atvira, tačiau atsižvelgiant į Žemės dydį ir sandarą negali būti viršijamas tam tikras išsiskyrusios energijos kiekis, t.y., stiprumo vertė. Didžiausio iki šiol žinomo žemės drebėjimo, vykusios 1960 m. Čilėje, momento stiprumas buvo M 9,5, jo metu susidarė daugiau nei 1500 km ilgio lūžis. Manoma, jog esant 10 stiprumui, turėtų susidaryti visą žemės rutulį juosiantis San-Andreas tipo lūžis.

 

Lentelė 1. Sąryšis tarp žemės drebėjimo stiprumo (magnitudės) vertės ir išsiskyrusios energijos kiekio.
Pažymėjimai: TNT – sprogstamoji medžiaga trinitrotoluenas, ŽD – žemės drebėjimas, g – gramas, J – džaulis, t – tona, k – kilo (103), M – mega (106), G – giga (109), T – tera (1012), P – peta (1015), E – eksa (1018), Z – zeta (1021), Y – yota (1024).
 

Stiprumas M

Ekvivalentiškos energijos TNT masė

Energijos ekvivalentas

Pavyzdys

-0,5

3 g

25 kJ

Mikro įtrūkimai uolienose, sukelti hidraulinio ardymo

0,0

15 g

130 kJ

ŽD Špicbergeno saloje, Arkties vandenyne, 2004 m.

0,5

85 g

360 kJ

Silpni tektoniniai tremorai

1,0

480 g

2 MJ

Sprogdinimai statybose

1,5

2,7 kg

11 MJ

Sprogdinimai seisminiuose profiliuose

2,0

15 kg

63 MJ

Sprogdinimai pramoniniuose karjeruose ar šachtose

2,5

85 kg

360 MJ

Dėl kalnakasybos darbų indukuoti ŽD pietvakarių Lenkijoje

3,5

2,7 t

11 GJ

ŽD Dalase, JAV, 2012 m.

4,0

15 t

63 GJ

ŽD pietinėje Suomijoje 2004 m.

4,5

85 t

360 GJ

ŽD Austrijoje 2013 m.

5,0

480 t

2 TJ

Kaliningrado ŽD Rusijoje, Kaliningrado srityje, 2004 m.

5,5

2,7 kt

11 TJ

Chino Hills ŽD Pietų Kalifornijoje, JAV, 2008 m.

6,0

15 kt

63 TJ

Atominė bomba "Little Boy", susprogdinta Hirosimoje 1945 m.

6,5

85 kt

360 TJ

Zumpango del Rio ŽD Meksikoje 2011 m.

7,0

480 kt

2 PJ

Haičio ŽD Haityje 2010 m.

7,5

2,7 Mt

11 PJ

Kašmyro ŽD Pakistane 2005 m.

8,0

15 Mt

63 PJ

San Francisko ŽD Kalifornijoje, JAV, 1906 m.

8,5

85 Mt

360 PJ

Sumatros ŽD Indonezijoje 2007 m.

9,0

480 Mt

2 EJ

Tohoku (Didysis Japonijos) ŽD Japonijoje 2011 m.

9,5

2,7 Gt

11 EJ

Stipriausias kada nors užregistruotas ŽD. Valdivia (Didysis Čilės) ŽD Čilėje 1960 m.

10,0

15 Gt

63 EJ

Stiprumas prilygtų San-Andreas'o (JAV) tipo lūžiui, kuris apjuostų visą pasaulį

12,55

100 Tt

420 ZJ

Čiksulubo kraterio susiformavimas Jukatano pusiasalyje prieš 65 mln. m. nukritus meteoritui

22,88-32

310 Yt

1,3*1039 J

Žvaigždės drebėjimas, užregistruotas SGR1806-20 neutroninėje žvaigždėje 2004 m.

 

Žemės drebėjimo sukeltų virpesių intensyvumas dažniausiai vertinamas dvylikos balų skale, nuo visiškai nejuntamo vieno balo iki dvylikos balų, reiškiančių visuotinį pastatų sugriovimą. Intensyvumas dažniausiai nurodomas romėniškais skaitmenimis (I-XII). Dabar yra daug ir įvairių intensyvumų skalių. Nuo XX amžiaus vidurio Europoje plačiausiai buvo naudojama Medvedev-Sponheuer-Karnik skalė (MSK-64), kurios patobulintas variantas, pavadintas Europos makroseismine skale (EMS-98) (2 lentelė), yra taikomas nuo 1998 metų. JAV yra naudojama Modifikuotoji Merkali skalė, o Japonijoje naudojama dešimties balų Japonijos meteorologijos agentūros (JMA) skalė. 

 

Lentelė 2. Europos makroseisminė skalė EMS-98 ir jos vertės.

EMS-98  skalė

Apibūdinimas

Poveikis

I

Nejuntamas

Nejuntamas.

II

Truputį juntamas

Truputį junta ramybės būklėje esantys žmonės, ypač, esantieji viršutiniuose pastatų aukštuose.

III

Silpnas

Junta kai kurie pastatuose esantys žmonės. Ramybės būsenoje esantys žmonės junta siūbavimą ar silpną virpėjimą.

IV

Vidutinis

Junta dauguma pastatuose esančių žmonių, ir kai kurie lauke esantieji. Kai kurie gali pabusti iš miego. Žvanga langai, indai, durys, pakabinti daiktai truputį siūbuoja.

V

Stiprus

Junta dauguma pastatuose esančių žmonių ir kai kurie lauke esantieji. Dauguma miegančiųjų pabunda. Kai kurie žmonės bėga laukan. Pastatai dreba, pakabinti daiktai aiškiai siūbuoja, stiklai ir indai žvanga. Dėl stiprios vibracijos nestabilūs daiktai nugriūna, varstosi durys ir langai.

VI

Truputį pažeidžiantis

Junta pastatuose esantys ir dauguma lauke esančių žmonių. Dauguma esančiųjų pastatuose išsigąsta ir bėga laukan. Nedideli objektai nukrinta. Pastatams padaroma nedidelė žala, pvz., atsiranda nedideli įtrūkimai gipse ar byra tinkas.

VII

Pažeidžiantis

Dauguma žmonių išsigąsta ir išbėga laukan. Baldai pasislenka ir nuo lentynų krenta daiktai. Pastatai vidutiniškai apgadinami, pvz., atsiranda nedideli plyšiai sienose, gali įgriūti ar dalinai sugriūti kaminai.

VIII

Stipriai pažeidžiantis

Baldai griūna. Pasatai apgadinami: sugriūna kaminai, sienose atsiranda didelių plyšių ir pastatai dalinai sugriūna.

IX

Griaunantis

Paminklai ir kolonos griūna ar yra iškraipomi. Pastatai dalinai sugriūna, kai kurie pastatai sugriūna visiškai.

X

Stipriai griaunantis

Daug pastatų sugriūna.

XI

Niokojantis

Dauguma pastatų sugriūna.

XII

Visiškai niokojantis

Beveik visos požeminės ir antžeminės struktūros yra labai apgadintos ar sunaikintos.

 

Informaciją tvarko Monika Norvaišaitė 
Tel.: (8 5) 233 0141
Elektroninis paštas  Šis el.pašto adresas yra apsaugotas nuo šiukšlių. Jums reikia įgalinti JavaScript, norint jį peržiūrėti.