Momentmagnitude

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk

Momentmagnitude skalaen, Moment Magnitude Scale, MMS, MW, er en skala som brukes av seismologer for å sammenligne størrelse på jordskjelv. Denne målemetoden ble utviklet i 1979 av vitenskapsmennene Thomas C. Hanks og Hiroo Kanamori, og erstattet Richters skala.[1]

Styrke på jordskjelv[rediger | rediger kilde]

Styrken er et tall som forteller om den relative størrelsen av et jordskjelv. Styrken måles ved maksimalutslag på en seismograf. Forskjellige skalaer er definert, men de mest vanlige er:

  1. Lokal-magnitude-skalaen (local magnitude, ML) alment kjent som Richters skala eller styrke på Richters skala. Brukbar opp til 7,5 ML.[2]
  2. Overflate-bølge-skalaen (surface-wave magnitude, MS)
  3. Rom-bølge-skalaen (body-wave magnitude, Mb) Brukbar opp til 6,0 – 6,5 Mb.
  4. Moment-magnitude-skalaen (moment magnitude, MW)

De tre første har begrenset måleområde og gir ikke rett styrke til de største jordskjelvene. Moment-magnitude-skalaen (MW) som er basert på seismisk moment er alment akseptert som det beste, fordi det fastslår styrken til alle jordskjelv.[3] Den er vanskeligere å beregne enn de andre. Målestasjoner kan beregne styrken automatisk til jordskjelv over hele verden opp til MW=8. For kraftigere jordskjelv må styrken fastsettes av de nærmeste målestasjonene. Alle skalaene gir tilnærmet lik verdi for alle jordskjelv.[4] Det er derfor ikke direkte feil å henvise til Richters skala som er mer kjent enn Momentmagnitudeskalaen. Denne tabellen sammenligner Richters skala og Momentmagnitudeskalaen.

Måling av styrke[rediger | rediger kilde]

P- og S-bølger
Seismogram.gif
Det ligger i navnet: Primære (P) bølger kommer først og sekundære (S) bølger kommer senere. På samme måte som lyn og torden. Lynet går med lysets hastighet og tordenskrallet med lydens hastighet. Det er derfor enkelt å beregne avstanden til lyn-nedslaget. I figuren til venstre er start på P-bølgen markert med en rød strek og start på S-bølgen med en grønn strek. Avlesning av avstanden mellom dem kan beregne avstanden til episenteret, men det sier ingenting om retningen. Opplysninger fra minst tre seismografer kan fastsette episenteret ganske nøyaktig. Dette er vist på figuren til høyre.
Episenter
Epicenter2.jpg
Seismo- og Nemogram
SeismoNemogram.jpg
På figuren til venstre er tidsforskjellen mellom S- og P-bølge målt til 24 sekunder og amplituden er 23 millimeter. Legg en linjal mellom punktene S-P=24 s og 23 mm. Les av magnitude 5 på den midterste stolpen.

Formler[rediger | rediger kilde]

Momentmagnituden M_\mathrm{w} er et dimensjonsløst tall definert av:[5]

M_W = {2 \over 3}(\log_{10} M_{0,\mathrm{SI}} - 9,1) = {2 \over 3}\log_{10} M_{0,\mathrm{SI}} - 6,06

der M_0 er seismisk moment.

Jordskjelvet i Bam i Iran i desember 2003 målte m_2 = 6,4, mens jordskjelvet ved Tōhoku 2011 målte m_1 = 9,0. Altså en forskjell på f_{\Delta E} = 2,6.

f_{\Delta E} = \frac{10^{(\frac{3}{2}(m_1 + 9,1))}}{10^{(\frac{3}{2}(m_2 + 9,1))}} = 10^{\frac{3}{2}(m_1 - m_2)} = 10^{\frac{3}{2}(2,6)} = 10^{3,9} = 7943,28.

Det betyr at det siste skjelvet var nesten 8 000 ganger sterkere.

Energiutløsningen ved jordskjelv dobles for hver annen desimal (intervall på 0,2): f_{\Delta E} = 10^{\frac{3}{2}(0,2)} = 10^{0,3} = 1,995 = 2

Magnitudeskalaer er logaritmiske, hvilket betyr at en økning på en enhet på skalaen tilsvarer ca. 32 ganger større endring i energien som frigis av jordskjelvet og 10 ganger større endring i jordbevegelsen (se definisjon på Richters skala).

Forekomst[rediger | rediger kilde]

Tabellen under viser omtrent hvor ofte jordskjelv av ulike styrker forekommer og typiske kjennetegn for de forskjellige styrkene nær episenteret. Tabellen må brukes veldig forsiktig, da det ikke er en absolutt sammenheng mellom et jordskjelvs energi og dets ødeleggende styrke.[6]

Momentmagnitude Beskrivelse Skader Frekvens[7]
Mindre enn 2.0 Ubetydelig Mikrojordskjelv, føles ikke. 8000 per dag
2.0-2.9 Mindre Føles sjelden men kan registreres. 1 300 000 per år
3.0-3.9 Kan føles men gjør ingen skade. 130 000 per år
4.0-4.9 Lett Skjelving av inventar i hus og buldrende lyd. Gjør sjelden skade. 13 000 per år
5.0-5.9 Moderat Kan lokalt gjøre stor skade på skjøre bygninger. 1 319 per år
6.0-6.9 Kraftig Kan gjøre skade opptil 160 kilometer omkring i befolkede områder. 134 per år
7.0-7.9 Større Stor skade over store områder. 17 per år
8.0-8.9 Svært kraftig Kan gjøre skade over flere hundre kilometer. 1 per år
9.0-9.9 Katastrofalt over flere tusen kilometer.
1 per 20 år

Store jordskjelv forekommer gjennomsnittlig en gang i året. Største registrerte jordskjelv var Valdiviajordskjelvet i Chile den 22. mai 1960 som hadde en styrke (M_\mathrm{w}) på 9.5.[8]

Hvor mye energi blir utløst av et jordskjelv[rediger | rediger kilde]

For å få et begrep om hvor mye energi som blir utløst i et jordskjelv er det mulig å regne om til antall Hiroshimaatombomber.[9] Når du kjenner energien i Joule kan det sammenlignes med den eksplosive energien i TNT. Ett tonn TNT har en energi på 4,2 * 109 Joule. Hiroshimaatombomben var på 12,5 kilotonn TNT.[10]

Mw ES / J Mengde
TNT / t
Ekvivalent
Hiroshima-
atombombe
(12,5 kT TNT)
4 6,3·1010 15 0,0012
5 2,0·1012 475 0,038
6 6,3·1013 15 000 1,2
7 2,0·1015 475 000 38
8 6,3·1016 15 000 000 1 200
9 2,0·1018 475 000 000 38 000

Referanser[rediger | rediger kilde]

  1. ^ Thomas C. Hanks og Hiroo Kanamoris originale forslag besøkt 16. mars 2011
  2. ^ Jorskjelv.no besøkt 18. mars 2011
  3. ^ Jorskjelv.no Momentmagnitudekalaen ingen øvre grense, selv om jordskorpen i praksis ikke kan være opphav til jordskjelv som har større styrke enn ca. 9,5. Besøkt 18. mars 2011
  4. ^ USGS Earthquake Glossary - magnitude, (engelsk), besøkt 14. mars 2011.]
  5. ^ Thomas C. Hanks og Hiroo Kanamoris originale forslag, formelen som er vist her er omregnet til SI-enheter. besøkt 16. mars 2011
  6. ^ USGS: FAQ- Measuring Earthquakes FAQs - Measuring Earthquakes. U.S. Geological Survey.
  7. ^ How many earthquakes worldwide occur each day? Each year? (engelsk) (pdf). USGS (2011). Besøkt 9. desember 2011.
  8. ^ Largest Earthquakes in the World Since 1900. U.S. Geological Survey. Besøkt 14. april 2010.
  9. ^ U.S. Geological Survey
  10. ^ de:Momenten-Magnituden-Skala#Vergleich mit TNT-Äquivalenten

Se også[rediger | rediger kilde]

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]

StubbDenne artikkelen er dessverre kort eller mangelfull. Hvis du vet mer om emnet, kan du hjelpe Wikipedia ved å utvide den eller foreslå endringer.