آموزش مقیاس کردن رکوردهای زلزله+ فیلم آموزشی

شدت یک زلزله را می توان بر حسب شدت و بزرگی آن بیان کرد. با این حال، این دو اصطلاح کاملا متفاوت هستند و معمولا با هم اشتباه گرفته می شوند.

شدت یا Intensity بر اساس اثرات مشاهده شده لرزش زمین بر روی افراد، ساختمان ها و عارضه های طبیعی است. شدت زلزله بسته به موقعیت ناظر با توجه به کانون زلزله، از مکانی به مکان دیگر در منطقه دچار لرزش، متفاوت است.

بزرگی یا Magnitude مربوط به مقدار انرژی لرزه ای آزاد شده در مرکز زمین لرزه است. این مقیاس بر اساس دامنه امواج زلزله ثبت شده بر روی ابزار هایی که دارای کالیبراسیون مشترک هستند، ثبت می شود. بنابراین، بزرگی یک زلزله با یک مقدار خاص که با ابزار مشخص شده، نشان داده می شود.

زمین لرزه ها نتیجه نیرو هایی در اعماق درون زمین هستند که به طور مداوم سطح زمین را تحت تأثیر قرار می دهند. انرژی حاصل از این نیرو ها به روش های مختلفی در داخل سنگ ها ذخیره می شود. هنگامی که این انرژی به طور ناگهانی آزاد می شود، به طور مثال با حرکات برشی در امتداد گسل های داخل پوسته زمین، یک زلزله رخ می دهد. ناحیه ای از گسل که گسیختگی ناگهانی در آن رخ می دهد کانون یا Hypocenter زلزله نامیده می شود. نقطه روی سطح زمین که مستقیما بالای کانون قرار دارد، Epicenter نامیده می شود.

سان فرناندو، کالیفرنیا، سال 1971. تقاطع و بزرگراه به شدت آسیب دیده توسط زلزله 6.5 ریشتری

مقیاس بزرگی ریشتر

امواج لرزه ای؛ ارتعاشات ناشی از زمین لرزه هایی هستند که در زمین حرکت می کنند. آن ها توسط ابزار هایی به نام لرزه نگار ثبت می شوند. لرزه نگار ها یک نوسان یا رد زیگزاگی را ثبت می کنند که دامنه متغیر نوسانات زمین را در زیر دستگاه نشان می دهد. لرزه نگار های حساس که این حرکات زمین را واقعا بزرگ می کنند، می توانند زمین لرزه های قوی را از هر نقطه از جهان شناسایی کنند. زمان، مکان و بزرگی یک زلزله را می توان از داده های ثبت شده توسط ایستگاه های لرزه نگاری تعیین کرد.

مقیاس ریشتر (Richter) در سال 1935 توسط چارلز اف ریشتر از موسسه فناوری کالیفرنیا به عنوان یک دستگاه ریاضی برای مقایسه اندازه زمین لرزه ها ایجاد شد. بزرگی یک زلزله از لگاریتم دامنه امواج ثبت شده توسط لرزه نگار تعیین می شود. برای جبران تغییر در فاصله بین لرزه نگار های مختلف و کانون زلزله، اصلاحات در فرمول بزرگی لحاظ شده است. در مقیاس ریشتر، بزرگی با اعداد کامل و کسر های اعشاری نشان داده می شود. به طور مثال ممکن است بزرگی 5.3 برای یک زلزله متوسط ​​به حساب بیاید و بزرگی یک زلزله قوی 6.3 محاسبه شود. به دلیل مبنای لگاریتمی مقیاس، هر افزایش در عدد کامل بزرگی نشان دهنده افزایش ده برابری در دامنه اندازه گیری شده، است. برای این که برآوردی از میزان انرژی دست تان بیاید، این را بدانید که هر عدد کامل در مقیاس بزرگی انرژی ای حدودا 31 برابر بیشتر از مقدار مربوط به عدد صحیح قبلی آزاد می کند.

سد ون نورمن، سان فرناندو، کالیفرنیا، سال 1971. روان شدن سدی پر از خاک که زلزله منجر به رانش زمین شد.

در ابتدا، مقیاس ریشتر را می شد فقط از روی نگاشت های ابزار های یک جور، مشخص کرد. اما حالا ابزار ها با توجه به یکدیگر به دقت کالیبره می شوند. بنابراین، بزرگی را می توان از نگاشت هر لرزه نگار مدرج محاسبه کرد.

زمین لرزه هایی با بزرگی حدود 2.0 یا کم تر معمولا ریز زلزله نامیده می شوند. آن ها معمولا توسط مردم احساس نمی شوند و به طور کلی فقط در لرزه نگار های محلی ثبت می شوند. رویداد هایی با بزرگی حدود 4.5 ریشتر یا بیشتر، سالانه چندین هزار شوک دارند. آن ها آنقدر قوی هستند که توسط لرزه نگار های حساس در سراسر جهان ثبت می شوند. زمین لرزه های بزرگ مثل زلزله “جمعه خوب” سال 1964 در آلاسکا، بزرگی 8.0 یا بالاتر دارند. به طور متوسط، هر سال یک زمین لرزه به این بزرگی در جایی از جهان رخ می دهد. با این که مقیاس ریشتر حد بالایی ندارد، اما بزرگ ترین شوک های شناخته شده بزرگی در محدوده 8.8 تا 8.9 داشته اند. اخیرا مقیاس دیگری به نام مقیاس بزرگای گشتاوری (Moment magnitude scale) برای بررسی دقیق تر زمین لرزه های بزرگ ابداع شده است.

مقیاس ریشتر برای بیان آسیب استفاده نمی شود . یک زلزله در یک منطقه پرجمعیت که منجر به مرگ و میر و خسارات قابل توجهی می شود، ممکن است بزرگی به اندازه یک شوک در یک منطقه دور افتاده داشته باشد که خطری جز ترساندن حیات وحش ندارد. زمین لرزه های بزرگی که در زیر اقیانوس ها رخ می دهند ؛ حتی ممکن است توسط انسان ها احساس نشوند.

تصویر بالا: سانفرانسیسکو، کالیفرنیا، سال 1906. فروریختن ساختمان شهرداری پس از زلزله‌ی 8.3 ریشتری. بیشتر تخریبِ اموال ناشی از آتش سوزی پس از زلزله بوده است.

تصویر پایین: انکوریج، آلاسکا، سال 1964. بسیاری از آسیب های این زمین لرزه‌ی 8.6 ریشتری ناشی از رانش زمین بوده است.

مقیاس شدت تخریب مرکالی اصلاح شده

تأثیر زلزله بر سطح زمین را شدت می گویند. مقیاس شدت شامل یک سری واکنش های خاص مثل بیدار شدن افراد، جابجایی اثاثیه، آسیب به دودکش ها و در نهایت تخریب کامل است. با این که طی چند صد سال گذشته مقیاس‌ های شدت متعددی برای ارزیابی اثرات زمین ‌لرزه ابداع شده ‌اند، اما مقیاسی که در حال حاضر در ایالات متحده استفاده می ‌شود، مقیاس شدت مرکالی اصلاح‌ شده (Modified Mercalli Intensity Scale ) است. در سال 1931 توسط زلزله شناسان آمریکایی؛ یعنی هری وود و فرانک نویمان به وجود آمد. این مقیاس، متشکل از 12 سطح افزایشی شدت است که از لرزش نامحسوس تا تخریب فاجعه ‌بار متغیر بوده و با اعداد رومی مشخص می ‌شود. شدت مرکالی مبنای ریاضی ندارد اما نوعی رتبه بندی بر اساس اثرات مشاهده شده دارد.

حتما دانلود کنید: آموزش گوگل ارث از صفر تا صد با 6 درس

مقدار شدت تخریب مرکالی اصلاح‌ شده که به یک مکان خاص بعد از زلزله اختصاص داده می‌ شود، برای افراد غیر متخصص، معیار معنادارتری نسبت به بزرگی به حساب می آید ، زیرا شدت به اثرات واقعی در آن مکان اشاره دارد. بعد از وقوع زمین ‌لرزه‌ هایی که شدید حس شده اند، سازمان زمین ‌شناسی پرسش‌نامه ‌هایی را برای مسئولان در منطقه لرزیده ارسال می ‌کند و اطلاعاتی را می خواهد تا بتواند بر اساس آن ها مقادیر شدت را تشخیص بدهد. نتایج این پرس و جو و اطلاعات ارائه شده؛ توسط منابع دیگر برای تعیین مقدار شدت و برای گردآوری نقشه ‌های isoseismal استفاده می ‌شود و میزان سطوح مختلف شدت را در ناحیه احساس شده نشان می ‌دهد. معمولا حداکثر شدتی که مردم متوجهش می شوند، عموما در نزدیکی کانون زلزله است.

تصویر بالا: (بالا) میندانائو، فیلیپین، سال 1976. ساختمان آپارتمانی که توسط زلزله 7.9 ریشتری ویران شد.

تصویر پایین: لانگ بیچ، کالیفرنیا، سال 1933. پس از این زمین لرزه‌ی 6.3 ریشتری، دیوار های بیرونی بر روی خودروهای پارک شده فرو ریختند.

اعداد پایین ترِ مقیاس شدت به طور کلی به نحوه احساس زلزله توسط مردم مربوط می شود. اعداد بالاتر مقیاس بر اساس آسیب ساختاری مشاهده شده است. مهندسان سازه معمولا اطلاعاتی را برای تخصیص مقدار شدت Vlll یا بالاتر ارائه می دهند.

90 درصد زمین لرزه های جهان در مناطق خاصی رخ می دهد که مرزهای صفحات پوسته اصلی زمین در آنجا واقع هستند. روی نقشه، مکان‌های کانونی زمین ‌لرزه‌هایی با بزرگی 4.5 یا بیشتر که از سال 1978 تا 1987 رخ داده‌اند، نشان داده شده است.

12 سطح شدت مرکالی اصلاح شده به طور مختصر به این شرح است:

I. به جز تعداد بسیار کمی از افراد و تحت شرایطِ به خصوصی احساس نمی شود.

II. فقط توسط چند نفر در حال استراحت احساس می شود، به خصوص در طبقات بالای ساختمان ها. ممکن است اشیاء معلق کمی تاب بخورند.

III. به طور قابل توجهی توسط افراد داخل خانه، به خصوص در طبقات بالای ساختمان ها احساس می شود. بسیاری از افراد آن را به عنوان زلزله به حساب نمی آوزند. موتور های ایستاده ممکن است کمی تکان بخورند. لرزش شبیه عبور کامیون است . مدتش هم قابل تخمین می باشد.

IV. در طول روز در داخل خانه توسط بسیاری از افراد و در خارج از منزل توسط تعداد کمی احساس می شود. شب ها عده ای را بیدار می کند. ظروف، پنجره ها و درها تکان خورده و می برزند. دیوار ها صدای ترک می دهند و حسی مثل برخورد کامیون های سنگین به ساختمان به وجود می آورد. موتور های ایستاده به طرز محسوسی تکان می خوردند.

V. تقریبا همه این شدت زلزله را احساس می کنند. بسیاری از افراد را از خواب بیدار می کند. برخی از ظروف و پنجره ها می شکنند. اجسام ناپایدار واژگون می شوند. ساعت های آونگی ممکن است متوقف شوند.

VI. بسیاری از افراد را ممکن است بترساند. برخی اثاثیه سنگین جابجا می شوند. ممکن است گچ دیوار یا سقف بریزد و آسیب جزئی به بار بیاورد.

VII. خسارات ناچیز در ساختمان هایی که طراحی و ساخت خوبی دارند؛ خسارت اندک تا متوسط ​​در سازه های معمولی؛ آسیب قابل توجه در سازه های ضعیف . شکستگی دودکش هم ممکن است اتفاق بیفتد.

VIII. آسیب جزئی در سازه هایی که به صورت خاص طراحی شده اند و خسارت قابل توجه در ساختمان های معمولی همراه با ریزش جزئی به بار می آید. این شدت با آسیب بزرگ در سازه های ضعیف همراه است که سقوط دودکش ها، ستون ها، بنا های تاریخی و دیوار ها را در پی دارد. اثاثیه سنگین هم ممکن است واژگون شوند.

IX. خسارت قابل توجه در سازه هایی که به صورت خاص طراحی شده اند؛ سازه هایی قابی خوش ساخت از شاقول بیرون می زنند. خسارت بزرگ در ساختمان های محکم با ریزش جزئی هم ممکن است . احتمال این که ساختمان ها از پایه جدا شوند هم هست.

X. برخی از سازه های چوبی خوش ساخت تخریب می شوند. اکثر سازه های بنایی و قابی با پی تخریب می شوند. ریل ها خم می شوند.

XI. تعداد کمی از سازه‌ های (بنایی) پابرجا باقی می‌ مانند. پل ها ویران و ریل ها به شدت خم می شوند.

XII. خسارت کلی به بار می آید. خطوط دید و سطح کج می شوند. اشیا به هوا پرتاب می شوند.

یکی دیگر از معیار های تعیین قدرت نسبی یک زلزله، اندازه ناحیه ای است که لرزش در آن مشاهده می شود. این مقیاس به ویژه در تخمین شدت نسبی تکانه های معروفی که توسط لرزه نگار ها ثبت نشده اند یا در مناطق پرجمعیت رخ نداده اند، مفید بوده است. گستردگی مناطق احساس شده مرتبط نشان می دهد که برخی از زمین لرزه های نسبتا بزرگ در گذشته در مکان هایی رخ داده است که عموم مردم آن مکان ها را به عنوان مناطقی که عمدتا می لرزند، به حساب نمی ‌آورند. به طور مثال سه شوک در سال های 1811 و 1812 در نزدیکی نیومادرید، مو، همگی در کل شرق ایالات متحده احساس شد.

کاربردی: محاسبه ارتفاع هر منطقه از سطح دریا با گوگل ارث

از آن جایی که تعداد افراد کمی در منطقه غرب نیومادرید ساکن بودند، مشخص نیست که ممکن بود چقدر در آن منطقه لرزش حس شده باشد . زلزله 1886 چارلستون S.C هم در منطقه ای به مساحت حدود 5 میلیون کیلومتر مربع احساس شد.