§ 1.8. Магнитуда землетрясения. Связь магнитуды с энергией землетрясения.

При сильных землетрясениях в очаге выделяется большое количество энергии. Энергию землетрясений обычно определяют через параметры сейсмических волн.

Для сравнительной оценки энергии землетрясений Рихтер предложил использовать специальную величину - Магнитуду. Магнитуда (от лат. magnitudo – величина и magnus – большой) – величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызываемых землетрясением, находится как десятичный логарифм от смещения грунта на определенном расстоянии (L = 100 км).

, (1.42)

где М – магнитуда землетрясения; А – смещение грунта при рассматриваемом землетрясении; А₀ – смещение грунта при очень слабом землетрясении, принятом за начало отсчета.

Энергия землетрясения связана с магнитудой соотношением

, (1.43)

где Q – энергия землетрясения, Дж; ,  - эмпирические коэффициенты.

При пользовании этим соотношением принимают значения коэффициентов  = 5,32 ,  = 1,42, хотя отмечается, что в различных регионах они могут варьироваться в определенных пределах.

Соотношения (1.43) можно представить в виде

Q = 10^5,32+1,42^M, Дж (1.44)

Если энергию Q выражать в эргах (1Дж = 10⁷эрг), величину k = lg Q называют энергетическим классом землетрясения. По Рихтеру магнитуда тектонических землетрясений составляет 0  M  9.

Измерение смещений грунта Рихтером производилось с помощью короткопериодных крутильных сейсмографов Вуда-Андерсона с увеличением до 2800 раз. В последнее время с появлением более чувствительных сейсмографов зарегистрированы еще более слабые землетрясения магнитудой до М = – 3. Чтобы фиксировать такие землетрясения, приборы записывают движение грунта с увеличением до 80 000 раз.

Магнитуду землетрясения вычисляют на сейсмических станциях по величине максимальной амплитуды записи смещения грунта и на сейсмограмме с учетом расстояния от эпицентра до станции и глубины очага. Координаты эпицентра и глубину очага находят при известных значениях N_P, N_S по временам прихода волн к нескольким станциям.

На каждой сейсмической станции имеются специальные методики для определения магнитуды, доведенные до программ для ЭВМ и номограмм. Когда происходит землетрясение, обработав сейсмограмму и зная эпицентральное расстояние, обращаются к ЭВМ или номограммам.

В упрощенном виде процедура расчета показана на рис. 12, построенном для некоторой конкретной станции [2].