Сейсмические морские волны. Цунами - Мурти Т.С.
Скачать (прямая ссылка):
Несмотря на тщательное описание этих шкал интенсивности, их применение сравнительно ограничено. Ходжсон [236, с. 76 издания на русском языке] указывал:
373
«.. .такая характеристика, как «многие испуганы» значит не очень много. Толчок, который встревожил бы жителей Торонто или Кливленда, прошел бы незамеченным в Токио. Повреждение зданий столь сильно зависит от грунтовых условий и до некоторой степени от содержания понятия «хорошее строительство» в каждой отдельной стране, что взаимное сопоставление землетрясений в различных странах по этому признаку, очевидно, не імеет большого смысла. Однако применение единой шкалы для описания эффектов какого-либо отдельного землетрясения является весьма эффективным. В таких случаях обычно можно построить карту интенсивности, где изолинии — сейсмологи называют их изосейсмати — обычно окружают эпицентр и их нерегулярности выделяют районы слабого грунта или плохого строительства...».
Другие шкалы интенсивности предложены Метеорологическим агентством Японии (JMA), Медведевым, Спонхеиером и Карником (MSK). Для особых целей создают специальные шкалы. Например, Блюм [82] составил инженерную шкалу интенсивности.
Магнитуда землетрясения
Понятие магнитуда землетрясения возникло в связи с необходимостью измерения любого землетрясения в абсолютных величинах, а не с помощью описаний, основанных на человеческом опыте. Это можно сделать посредством сейсмографов, инструментов, измеряющих и записывающих движение грунта (см. главу 6). Некоторых читателей может удивить необходимость двух различных понятий для описания землетрясений. По словам Рихтера [555, с. 329 издания на русском языке], мнение, что одновременное использование магнитуд и интенсивностей вносит путаницу и что сейсмологи должны придерживаться чего-то одного, подобно утверждению, что полицейское описание вора запутано, потому что оно дает и его рост, и его вес.
Предположим, что эпицентр землетрясения окружен сетью одинаковых сейсмографов, расположенных не обязательно равномерно. Записи движения Земли, вызванного землетрясением, не должны быть идентичными на всех станциях, близкие станции могут зарегистрировать большую амплитуду колебаний, чем дальние. Амплитуды можно нанести на график в зависимости от расстояния от эпицентра (эпицентрального расстояния) и соединить полученные точки кривой линией. Подобные графики можно построить и для другого землетрясения, эпицентр которого лежит где-нибудь вблизи центра этой же группы станций. Разница уровней двух кривых соответствует разнице между двумя абсолютными мерами двух землетрясений. Требуется, однако, еще базовая кривая, относительно которой можно было
374
бы отсчитывать другие кривые, отвечающие различным землетрясениям. Чтобы получить эту отсчетную кривую, вообразим нулевое землетрясение [236], т. е. наименьшее землетрясение, которое только можно зарегистрировать на данной территорий. Средняя высота кривой данного землетрясения над этой нулевой кривой называется магнитудой M и представляется следующим образом:
Af = IgA-IgA,, (А 5)
где А и A0 — амплитуды (или средние высоты) кривых данного и нулевого землетрясений соответственно.
Необходимость логарифмической функции вытекает из следующего. Вадати (на которого ссылается Рихтер [555]) построил зависимость амплитуды движения земной поверхности от эпицентрального расстояния. Кривые для различных землетрясений были приблизительно параллельны, и большему землетрясению- соответствовало более высокое положение кривой. В 1931 г. Рихтер построил такие же графики для землетрясений Южной Калифорнии. Но из-за слишком большого разброса значений амплитуд ему пришлось использовать не абсолютные их значения, а логарифмы. Очевидно, что если нулевая кривая однажды установлена так, что она представляет действительное убывание энергии с расстоянием, то для определения магни-туды землетрясения не нужно больше строить графиков. Если вычесть логарифм амплитуды нулевого землетрясения из логарифма амплитуды, зарегистрированного на данной сейсмо-станции, то можно сказать, это и есть магнитуда землетрясения.1
Развитие этой концепции магнитуды и так называемой шкалы Рихтера было основополагающим достижением в сейсмологии, впервые давшим аккуратный способ выражения абсолютной силы землетрясения. Сначала Рихтер создал шкалу для близких землетрясений, т. е. для небольших эпицентральных расстояний. Затем Рихтер и Гутенберг предложили также шкалу и для отдаленных землетрясений. Они использовали тот же принцип, а именно, измерение амплитуды наибольшего движения на записи. Для отдаленных землетрясений наибольшее регистрируемое движение связано с поверхностными волнами. Однако глубокофокусные землетрясения не возбуждают поверхностных волн, что приводит к необходимости еще одной шкалы магнитуд. Таким образом, имеются три шкалы: для близких землетрясений, для отдаленных неглубоких и для глубокофокусных землетрясений.
1 Для большей надежности магнитуду практически определяют как среднее из значений для нескольких станций — Прим. перев.
375
Рихтер [555] дал следующее соотношение между магниту-дами т и М, определяемыми по амплитудам соответственно объемных и поверхностных волн:
