裡氏震級

裡氏震級

震級标度
裡氏震級是由兩位來自美國加州理工學院的地震學家裡克特(Charles Francis Richter)和古登堡(Beno Gutenberg)于1935年提出的一種震級标度,它是根據離震中一定距離所觀測到的地震波幅度和周期,并且考慮從震源到觀測點的地震波衰減,經過一定公式,計算出來的震源處地震的大小。[1]
    中文名:裡氏震級 外文名:Richter 定義: 提出人:裡克特和古登堡 提出時間:1935年 作用:震級标度 别稱:芮氏 應用學科:地質學

發展曆史

裡氏震級由美國的查裡斯裡克特于1935年提出。不過,像許多科學領域中發生的情況一樣,在通用的标準出世之前,關于地震等級,也有許多人提出不同的方案。1883年,歐洲的兩位科學家提出了以10度為衡量的刻度;1902年,意大利的火山學家麥卡利以人對地震的感覺,劃分了12級強度。

查裡斯·裡克特1900年出生于美國的俄亥俄州的一個農場主家庭。在斯坦福大學念書時,裡克特學習了物理學領域中的地震學。畢業後,裡克特成為加州技術學院地震實驗室的一名工作人員。

在20世紀30年代,裡克特列表對比了一年中200次地震的特征,他試圖探索出一種客觀的、定量的地震等級标準。裡克特于1935年提出的一種震級标準,它是根據離地震中心一定距離所觀測到的地震波的幅度和周期,并且考慮從震源到觀測點的地震波衰減,經過計算,得出震源處地震的大小。

裡克特的震級,本質上反映了地震釋放的能量大小。裡氏震級每增加1個單位,相對應的地震能量大約增加32倍。目前世界上已測得的最大震級為裡氏8.9級(後修正為9.5級),是在1960年智利發生的大地震。

裡氏震級首先應用在美國加州的南部,當裡克特将自己的成果應用到世界各地時,發現自己的計算方法有一定的局限,不能準确地反映地震的大小。于是他又在原來震級的基礎上,發展了兩種震級,一種是用地震體波計算震級,以測量地殼深處的地震。另一種用地震的表面波計算震級,來測量更遙遠且更強烈的地震。

一般來說,裡氏震級小于2的地震,以人類的感覺系統,是無法感知的,這樣的地震被稱為無感地震。5級以上的地震,會造成人員傷亡和建築物損壞,被稱作破壞性地震。

從全世界範圍看,幾乎天天都會發生規模為6級的地震,一兩個星期發生一次7級地震,8級地震則要幾年發生一次。之所以我們的電視中,不會每天充斥着地震報道的原因,是因為很多地震發生在人迹罕至的沙漠、群山、冰原和深海中,由于事不關己,所以人們也就沒有興趣報道。

在20世紀60年代,裡克特成為美國最負盛名的地震學權威。由于他很善于與新聞媒體打交道,并頻頻在媒體上抛頭露面,熱心回答公衆提出的有關地震的問題,因此以他名字命名的裡氏震級這一術語,很快成了衡量地震大小的人人皆知的術語。裡克特使地震知識進入了千家萬戶,公衆關注也成就了裡克特的學術地位和名氣。

缺點和改進

裡氏震級的主要缺陷在于它與震源的物理特性沒有直接的聯系,并且由于“地震強度頻譜的比例定律”(TheScalingLawofEarthquakeSpectra)的限制,在8.3-8.5左右會産生飽和效應,使得一些強度明顯不同的地震在用傳統方法計算後得出裡氏震級(如(MS)數值卻一樣。

到了21世紀初,地震學者普遍認為這些傳統的震級表示方法已經過時,轉而采用一種物理含義更為豐富,更能直接反應地震過程物理實質的表示方法即矩震級(Momentmagnitudescale,MW)。地震矩規模是由同屬加州理工學院的金森博雄(HirooKanamori)教授于1977年提出的。該标度能更好的描述地震的物理特性,如地層錯動的大小和地震的能量等。

震級能量

改進後的裡氏震級直接反映地震釋放的能量。其中1級地震釋放的能量為2.0×10^6焦耳,按幾何級數遞加,每級相差31.6倍(準确地說是根下1000倍,即差兩級能量差1000倍)。

目前世界上已測得的最大震級為1960年智利大地震,裡氏8.9級(後修訂為裡氏9.5級)。另外引發2004年印度洋海嘯的地震美國一監測機構稱裡氏震級為9.0級。2010年2月27日智利第二大城市發生8.8級地震,美國發布海嘯警報

2008年汶川裡氏8.0級大地震,其釋放的能量約為6.3*10^16焦耳,相當于1500萬噸TNT炸藥或750個廣島原子彈的能量。

且有:ρρ,M為裡氏震級的大小,E為釋放的能量,單位為焦耳。

下表列出的是不同級别的地震釋放的能量相當于的TNT當量:(注意,此表中TNT當量與實例嚴重不符,其正确性有待考證)

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