Richteri magnituudiskaala – kuidas mõõdetakse maavärinate tugevust
Richteri magnituudiskaala on logaritmiline numbriline skaala, mida kasutati algselt maavärinate võimsuse ehk suurusjärgu määramiseks. Maavärinate magnituudi ideed töötas välja Charles Richter 1935. aastal. Tema algne skaala põhines seismogrammide amplituudi mõõtmisel standardiseeritud seismomeetriga 100 kilomeetri kaugusel maavärinast ning seda nimetatakse sageli lokaalmagnituudiks (ML).
Kuidas skaala töötab
Richteri skaala on logaritmiline: iga magnituudiühiku (1.0) tõus tähendas algselt seismogrammil registreeritud laineamplituudi suurenemist 10 korda. See tähendab, et M3,0 maavärina maksimaalne liikumise amplituud on kümme korda suurem kui M2,0 maavärinal. Vabanev energia suureneb seejuures palju kiiremas tempos — ligikaudu 31,6 korda ühe magnituudiühiku kohta (tavaliselt ümardatult 32 korda), sest energia suhtub amplituudi 1,5-nda astmesse (10^(1,5) ≈ 31,6).
Praktiliselt arvutatakse magnituudiks sageli valem, mis võtab arvesse registreeritud amplituudi ning laine levikust tingitud nõrgenemist (st korrigeerib kauguse mõju). Originalne Richteri valem oli mõeldud konkreetsele seismomeetrile ja geograafilisele regioonile, mistõttu on tähtis arvestada, et erinevatel instrumentidel ja kaugustel arvutus võib nõuda erikohandusi.
Piirangud ja tänapäevased meetodid
Richteri skaala on lihtne ja intuitiivne, kuid sellel on piirangud, eriti väga tugevate ja kaugete maavärinate puhul. Tänapäeval kasutatakse suuremate sündmuste puhul sagedamini momentmagnituudi (Mw), mis põhineb maakoore nihke suurusel ja jõul (seismilisel momendil) ning annab usaldusväärsema hinnangu suurtel maavärinatel. Lisaks eksisteerivad ka teised magnituuditüübid, nagu pinnalaine-magnituud (Ms) ja keha-laine magnituud (Mb), mis mõõdavad erinevaid seismilisi laineid.
Kuna seismomeetrite võrgud on tänapäeval üle maailma tihedamad ja automaatika paremini arenenud, suudetakse registreerida ja määrata ka palju nõrgemaid maavärinaid kui algselt võimalik. Väärtus 4,5 või suurem on aga küllalt tugev, et paljud riiklikud seismilised võrgud seda kõikjal maailmas registreeriksid.
Tugevuse näited ja mõju
- Mitteerksatavad sündmused: magnituud alla ~2,5 – enamikku ei tunta, neid registreerivad vaid seismomeetrid.
- Tunduvad tõmblemised: M ~2,5–4,5 – inimesed võivad tunda, kuid tavaliselt ei tekita kahju.
- Väike kuni nähtav kahjustus: M ~4,5–6,0 – tunda laialdaselt, võimalikud väiksemad kahjustused vanematele või nõrgestatud hoonetele.
- Suurem kahju: M ~6,0–7,0 – põhjustab märkimisväärset kahjustust linnades ja infrastruktuurile.
- Ränk häving: M >7,0 – laastavad maavärinad, ulatuslikud inimohvrid ja majanduslik kahju.
Suurima registreeritud tugevusega maavärin oli Tšiili suur maavärin, mille suurus oli 9,5 Richteri skaalal ja mis toimus 1960. aastal. Selle maavärina ja sellele järgnenud tsumani tõttu hukkus umbes 6000 inimest. Ükski maavärin ei ole kunagi registreeritud magnituudiga 10 või rohkem — selline sündmus nõuaks vabanenud energia ja nihke hulka, mis on harva esinev ning geoloogiliselt äärmiselt suur.
(Kohandatud USA geoloogilise uuringu dokumentidest)
Rohkem näiteid
| Ligikaudne Richteri magnituudi number | Seismilise energia ekvivalent: TNT kogus | Näidisüritus |
| 0.5 | 5.6kg | Suur käsigranaat |
| 1.5 | 178kg | Teises maailmasõjas kasutatud pomm |
| 2 | 1 tonn | Teises maailmasõjas kasutatud suur pomm |
| 2.5 | 5,6 tonni | Blockbuster pomm (lennukeilt maha visatud) teises maailmasõjas |
| 3.5 | 178 tonni | Tšernobõli õnnetus, 1986 |
| 4 | 1 kilotonni | Väike aatomipomm |
| 5 | 32 kilotonni | Nagasaki aatompomm |
| 5.4 | 150 kilotonni | [2008 Chino Hills'i maavärin] (Los Angeles, Ameerika Ühendriigid) |
| 5.5 | 178 kilotonni | Little Skull Mtn. maavärin (NV, USA), 1992Alum |
| 6.0 | 1 megatonn | Double Spring Flat'i maavärin (NV, USA), 1994 |
| 6.5 | 5,6 megatonni | Caracas (Venezuela), 1967 |
| 6.7 | 16,2 megatonni | Northridge'i maavärin (CA, USA), 1994 |
| 6.9 | 26,8 megatonni | San Francisco Bay Area maavärin (CA, USA), 1989 |
| 7.0 | 32 megatonni | Jaava maavärin (Indoneesia), 2009, 2010 Haiti maavärin |
| 7.1 | 50 megatonni | Vabanenud energia on võrdne suurima kunagi katsetatud termotuumarelva Tsar Bomba energiaga1944 2019 Ridgecrest, California maavärin |
| 7.5 | 178 megatonni | Kashmiri maavärin (Pakistan), 2005Antofagasta maavärin (Tšiili), 2007 |
| 7.8 | 600 megatonni | Tangshani maavärin (Hiina), 1976 Põhja-Canterbury (Uus-Meremaa) 2016 |
| 8.0 | 1 gigatonn | San Francisco maavärin (CA, USA), 1906Queen |
| 8.5 | 5,6 gigatonni | Toba vulkaanipurse 75 000 aastat tagasi; suurim teadaolev vulkaaniline sündmus. |
| 9.0 | 32 gigatonni | 2011 Sendai, Jaapan, maavärin ja tsunami, Lissaboni maavärin (Lissabon, Portugal), Pühade Pühade päev, 1755 |
| 9.1 | 67 gigatonni | India ookeani maavärin, 2004 (antud juhul 40 ZJ) |
| 9.2 | 90,7 gigatonni | Anchorage'i maavärin (AK, USA), 1964 |
| 9.5 | 178 gigatonni | |
| 13.0 | 108 megatonni = 100 teratonni | Yucatani poolsaare kokkupõrge (mis põhjustas Chicxulubi kraatri) 65 Ma tagasi. |
Seotud leheküljed
Küsimused ja vastused
K: Mis on Richteri skaala?
V: Richteri skaala on numbrite skaala, mida kasutatakse maavärinate võimsuse (ehk suurusjärgu) määramiseks.
K: Kes töötas välja Richteri skaala?
V: Charles Richter töötas Richteri skaala välja 1935. aastal.
K: Kuidas Richteri skaala töötab?
V: Richteri skaala töötab nagu seismogramm, mida mõõdetakse teatud tüüpi seismomeetri abil 100 kilomeetri kaugusel maavärinast.
K: Milline on minimaalne suurus, mida saab mõõta kogu maailmas?
V: Richteri skaala järgi 4,5 või suurema tugevusega maavärinaid saab mõõta kogu maailmas.
K: Kui palju rohkem energiat vabaneb maavärinas, mille tugevus on 3,0, võrreldes maavärinaga, mille tugevus on 2,0?
V: Maavärin, mis saab 3,0 punkti, on kümme korda suurema amplituudiga kui 2,0 punkti saanud maavärin. Vabanev energia suureneb umbes 32 korda.
K: Kuidas suureneb amplituud, kui Richteri skaala suureneb?
V: Iga tõus 1 võrra Richteri skaalal vastab amplituudi suurenemisele 10 korda, seega on tegemist logaritmilise skaalaga.
K: Milline on suurim registreeritud maavärin Richteri skaalal ja millal see toimus?
V: Tšiili suur maavärin oli Richteri skaala järgi 9,5 ja toimus 1960. aastal. Maavärina tõttu hukkus umbes 6000 inimest. Ükski maavärin ei ole kunagi olnud suurem kui 10 Richteri skaalal.
