Кто из ученых и когда придумал шкалу силы землетрясения – история создания

Землетрясением называют стихийное бедствие, от которого страдают жители сейсмоактивных территорий планеты. Практически всегда оно начинается внезапно и разрушает целые города. Однако даже в таком внезапном и разрушительном явлении ученым удалось найти варианты по наблюдению, вычислению, оценкам силы подземных толчков. Так кто именно из ученых создал шкалу силы землетрясения?

Описание прибора

Шкалу для определения силы землетрясения придумал Чарльз Рихтер. Она представляет собой международную единицу измерения, которая оценивает и классифицирует различные параметры. В частности, эта система используется для определения силы и скорости сотрясений земной коры в момент начала сейсмической активности.

Шкала базируется на изменении энергии, которая выделяется за счет перемещения коры в эпицентре. Силу землетрясения отсчитывают от энергии, или магнитуды землетрясения. Под этим термином понимают параметр, который характеризует выделяющуюся во время стихийного бедствия энергию.

Стоит учитывать, что магнитуда и интенсивность землетрясения – это не одно и то же. Второй параметр рассчитывают по шкале интенсивности волн в поверхности земли.

Как классифицируются землетрясения

Шкалы интенсивности землетрясений Рихтера применяются в сейсмологии для описания размера стихийного бедствия. Они базируются на расчетах количества энергии в эпицентре события – очаге, который располагается на глубине до 700 километров ниже поверхности. Данная шкала отражает интенсивность движения Земли, которое измеряется в 100 километрах от эпицентра. В зависимости от этого проставляются следующие баллы:

• 1, 2 – стихийное бедствие не ощущается человеком, его способны фиксировать только специальные устройства;
• 3 – минимальное значение, которое чувствуется человеком, но оно не приносит ущерб;
• 4 – слабое землетрясение;
• 5 – стихийное бедствие приносит небольшой ущерб строениям, которые располагаются около эпицентра;
• 6 – сильно страдают плохо построенные здания;
• 7 – наносится огромный ущерб строениям;
• 8 – практически полное уничтожение.

Рихтер придумал логарифмическую шкалу, которая не имеет верхней границы. Магнитуда землетрясения оценивается только в той величине, которая характеризует размер землетрясения.

История появления

Многих людей интересует, в каком году появилась эта шкала. Эту систему придумал Чарльз Рихтер в 1935 году. Он сделал это совместно со своим коллегой Гутенбергом. Этот метод применялся для количественной оценки размера или силы землетрясения.

В то время Рихтер занимался изучением таких стихийных бедствий в Калифорнии. Ему требовался простой способ точно выразить то, что качественно было очевидно и тогда. Одни землетрясения были поверхностными, а другие – глубокими. Несмотря на то, что это было и так видно, доказательств не существовало.

Сегодня сейсмологи уделяют особое внимание сути проблемы – разломам. В настоящее время стихийное явление и перемещение разломов четко связаны. К примеру, землетрясение магнитудой 6,9, которое произошло в Нортридже в 1994 году и привело к значительным разрушениям в Лос-Анджелесе, спровоцировало движение пласта размером 2-4 метра в разломе длиной примерно 12 и шириной 15 километров.

Однако во времена исследований Чарльза Рихтера его внимание было сконцентрировано на самой вибрации земли. Он мог легко следить за ней посредством сейсмометров, которые имелись в Калифорнийском технологическом институте.

Рихтер рассматривал явления высокой магнитуды как землетрясение со значительной вибрацией Земли. Таким образом, его шкала не имеет прямой взаимосвязи с характеристиками первичного разлома. Это стало причиной некоторой путаницы с точки зрения обывателей.

Шкала Рихтера была построена на базе градации звездных параметров, которой пользуются астрономы. Она количественно оценивает объем света, который испускается звездами, – их светимость. Данный показатель базируется на телескопических наблюдениях яркости. Однако светимость колеблется во много десятков раз, потому астрономы определяют логарифм светимости для получения звездной величины – однозначное число, которое легко запоминается.

Рихтер решил заменить измерения логарифма светимости на искомые величины – число колебаний почвы, которое измеряется при помощи сейсмографа. Стоит учитывать, что в обеих ситуациях понятие силы носит весьма абстрактный характер. Звездная величина представляет собой не меру физического размера звезды, а количество испускаемого ей света.

При этом сейсмическая величина является не мерой физического размера разлома землетрясения, а в большей степени считается параметром испускаемой ею вибрации. К тому же шкала Рихтера дает сведения не только о размере землетрясения, но и о выделяющейся в процессе энергии.

Стоит отметить, что разрушительная сила стихийного бедствия сопоставима с 2/3 силы амплитуды колебания. Потому при увеличении интенсивности землетрясения на одну единицу, разрушительная сила нарастает в 31,6 раза.

Главным минусом шкалы Рихтера считается то, что величина представляет собой единственное число, которое не позволяет четко охарактеризовать столь сложное природное явление. Землетрясения, которые имеют одинаковую магнитуду, могут отличаться по множеству фундаментальных параметров. Это касается направления колебаний и их относительной амплитуды в разные периоды во время толчков. Такие отличия могут провоцировать землетрясения равной величины, которые отличаются разным уровнем разрушительности.

По сути, современные чувствительные сейсмографы помогают идентифицировать землетрясения с отрицательными значениями в соответствии со шкалой Рихтера.

Использование шкал в разных странах

Существует много сейсмических шкал, которые можно свести к 3 ключевым группам. В России используется наиболее распространенная 12-балльная шкала MSK‑64 – Медведева‑Шпонхойера‑Карника. Она восходит к шкале Меркалли‑Канкани, которая датируется 1902 годом.

Этот метод подразумевает использование 12-балльной системы:

1. 1 – не чувствуется и отмечается только при помощи сейсмических приборов.
2. 2 – присутствуют очень слабые толчки.
3. 3 – слабое. В этом случае проявления присутствуют только внутри зданий.
4. 4 – интенсивное. При этом появляется небольшое дребезжание и колебание предметов.
5. 5 – довольно сильное. В этом случае наблюдается общее сотрясение здания и колебание мебели.
6. 6 – сильное. Такое бедствие ощущается всеми. При этом могут падать картины и отваливаться куски штукатурки.
7. 7 – очень сильное. В таком случае в стенах каменных домов появляются повреждения.
8. 8 – разрушительное. Сопровождается трещинами в сыром грунте и на крутых склонах.
9. 9 – опустошительное. При этом наблюдается сильное повреждение и разрушение каменных домов.

• 10 – уничтожающее. Трещины в грунте иногда достигают 1 метра.
• 11 – катастрофа. При этом на поверхности земли появляются широкие трещины, а каменные дома почти целиком разрушаются.
• 12 – сильная катастрофа. В этом случае изменения в грунте достигают значительных размеров. Ни одно строение не может выдержать такое воздействие.

В странах Латинской Америки применяется 10-бальная шкала Росси-Фореля. Она была принята в 1883 году. В Японии используется 7-балльная шкала измерения.

Оценка интенсивности, основой которой являются бытовые последствия землетрясения, отличается в зависимости от страны. К примеру, а Европе одну из степеней сотрясения описывают как «начинают звонить колокола», в Австралии ее же сравнивают с тем «как лошадь трется о столб веранды», в Японии же применяется сопоставление с «опрокинутым каменным фонариком».

Дальнейшее развитие сейсмологии

Начиная с середины шестидесятых годов, сейсмологи получили четкое понимание, каким образом скользящий разлом вызывает колебания грунта. Значимым параметром, который характеризует прочность разлома, считается сейсмической момент. Он представляет собой алгебраическое произведение площади разлома, жесткости окружающей породы и скольжения.

По утверждению сейсмологов, землетрясение со значительной магнитудой отвечает разлому с большим моментом. При этом увеличение на единицу параметра отвечает увеличению момента приблизительно в 30 раз. Однако эта взаимосвязь считается не слишком точной. Существует множество случаев, когда небольшие сдвиги провоцируют неожиданно большое землетрясение или наоборот.

Землетрясение представляет собой настоящее стихийное бедствие, которое может приводить к значительным разрушениям. Потому была придумана специальная шкала, которая позволяет оценивать разрушительную силу природного явления и делать соответствующие прогнозы.

Похожие записи:

Кто из ученых создал шкалу измерения силы ветра и когда это придумали Кто из ученых первым изобрел телескоп и когда его придумали, история создания Когда и где изобрели порох, кто его придумал – история создания Кто и когда придумал таблицу химических элементов Менделеева – история создания Когда появился первый в мире самокат и кто его придумал – история создания Когда появилась азбука Морзе и кто ее придумал – история создания Кто из ученых создал первый в мире глобус и когда – история изобретения Когда изобрели QR-код и кто его придумал – история создания