Skala Mercalliego (zmodyfikowana) — skala intensywności trzęsień ziemi
Zmodyfikowana skala Mercalliego — opis intensywności trzęsień ziemi (I–XII), skutków i zniszczeń. Praktyczny przewodnik dla mieszkańców, naukowców i służb ratunkowych.
Skala intensywności Mercalli (lub bardziej precyzyjnie Zmodyfikowana skala intensywności Mercalli) jest skalą do pomiaru intensywności trzęsień ziemi. W przeciwieństwie do skali Richtera, skala Mercalli nie bierze bezpośrednio pod uwagę energii trzęsienia ziemi. Raczej klasyfikuje trzęsienia ziemi według skutków, jakie wywołują (i zniszczeń, jakie powodują). Gdy zniszczenia są niewielkie, skala opisuje, jak ludzie odczuwali trzęsienie ziemi lub jak wiele osób je odczuwało.
Bardzo często nie-geolodzy używają tej skali, ponieważ ludziom łatwiej jest opisać, jakie szkody spowodowało trzęsienie ziemi, niż wykonywać obliczenia, aby uzyskać wartość w skali Richtera.
Wartości wahają się od I - Instrumentalny do XII - Katastrofalny. Stopnie oznacza się zwykle cyframi rzymskimi (I–XII) i odpowiadają one obserwowanym skutkom w określonym miejscu.
Krótka historia
Giuseppe Mercalli (1850-1914) opracował pierwotnie skalę z dziesięcioma poziomami. W 1902 roku Adolfo Cancani rozszerzył skalę do dwunastu poziomów. August Heinrich Sieberg całkowicie przerobił skalę. Z tego powodu skala ta jest czasami nazywana skalą Mercalli-Cancani-Sieberg, lub skalą MCS.
Harry O. Wood i Frank Neumann przetłumaczyli ją na język angielski i opublikowali jako skalę Mercalli-Wood-Neumann (MWN). Charles Francis Richter również ją zredagował. On również opracował później skalę Richtera. W anglojęzycznej literaturze zmodyfikowana wersja jest często określana jako Modified Mercalli Intensity (MMI).
Opis i zakres poziomów
Skala opisuje lokalne skutki trzęsienia (tzn. intensywność w danym miejscu), a nie jego całkowitą energię (magnitude). Poniżej skrócone opisy poziomów I–XII:
- I — Instrumentalny: Nieodczuwalne dla ludzi; wykrywane jedynie przez przyrządy sejsmiczne.
- II — Słaby: Nieliczni ludzie w spoczynku mogą odczuć drgania; przypisywane często innym źródłom.
- III — Zauważalny: Odczuwalne w budynkach; wiszące przedmioty kołyszą się; niepowodujące uszkodzeń.
- IV — Umiarkowany: Większa liczba osób odczuwa wstrząs; przedmioty przewracają się lub spadają; szybkie samochody mogą się zatrzymać.
- V — Wyraźny: Odczuwalne przez większość osób w pomieszczeniach; drobne uszkodzenia (pęknięcia w tynkach, przewracanie się niezabezpieczonych przedmiotów).
- VI — Silny: Trudne do utrzymania się stanie; meble przesuwają się; widoczne uszkodzenia słabych konstrukcji.
- VII — Bardzo silny: Uszkodzenia konstrukcyjne lekkich budynków; pęknięcia w murach; przewracanie się słupów i kominów.
- VIII — Poważny: Poważne uszkodzenia budynków konstrukcyjnych; liczne pęknięcia w fundamentach; zapadanie się części budowli.
- IX — Bardzo poważny: Budynki o słabej konstrukcji mogą być poważnie zniszczone; pęknięcia w ziemi; rury i kanały podziemne ulegają zniszczeniu.
- X — Rujnujący: Większość murowanych budynków znacznie zniszczona lub zrujnowana; zniekształcenia linii brzegowych i terenu.
- XI — Skrajnie rujnujący: Prawie wszystkie konstrukcje zniszczone; znaczne przesunięcia i deformacje terenu.
- XII — Katastrofalny: Całkowite zniszczenia; zmiany w krajobrazie (np. poprzeczne pęknięcia, wyrzucenie skał); obiekty przesuwają się na znaczną odległość.
Zastosowania i ograniczenia
- Skala jest przydatna do opisu skutków trzęsień ziemi w sposób zrozumiały dla opinii publicznej, władz i służb ratunkowych.
- Stosuje się ją do tworzenia map izosejsmicznych (map intensywności), które przedstawiają przestrzenny rozkład odczuwalności i szkód.
- Jest szczególnie cenna przy analizie historycznych trzęsień ziemi, gdy brak jest pomiarów instrumentalnych — na podstawie opisów z epoki można przypisać intensywność.
- Ograniczenia: jest subiektywna — zależy od jakości zabudowy, rodzaju gruntu, pory dnia oraz gęstości zaludnienia. Różne typy budynków reagują odmiennie na te same drgania, dlatego ta sama energia może dać różne stopnie w skali Mercalliego w różnych miejscach.
- W Europie praktycznym rozwinięciem i ujednoliceniem opisów jest European Macroseismic Scale (EMS‑98), która uwzględnia typy konstrukcji i ich podatność na uszkodzenia.
Relacja do magnitudy (skali Richtera)
Intensywność Mercalliego (MMI/MCS) i magnituda (np. Richter, ML, Mw) mierzą różne cechy trzęsienia: intensywność opisuje skutki w konkretnym miejscu, magnituda — całkowitą energię zdarzenia. Z jednego miejsca nie można bezpośrednio wywnioskować magnitudy bez uwzględnienia odległości od epicentrum i warunków lokalnych. Istnieją empiryczne zależności umożliwiające przybliżone powiązanie maksymalnej odnotowanej intensywności z magnitudą, ale obarczone są znacznym błędem.
Podsumowanie
Zmodyfikowana skala Mercalliego jest praktycznym narzędziem do opisu skutków trzęsień ziemi widocznych dla ludzi i budynków. Uzupełnia ona skale instrumentalne (jak Richter czy moment magnitudy), zwłaszcza przy ocenie zniszczeń, dokumentacji historycznej i planowaniu działań awaryjnych. Przy interpretacji wyników należy brać pod uwagę kontekst lokalny — typ budownictwa, zagęszczenie zaludnienia i warunki geologiczne.
Zmodyfikowana skala intensywności Mercalli
Niższe stopnie Zmodyfikowanej Skali Intensywności Mercalli generalnie dotyczą sposobu, w jaki trzęsienie ziemi jest odczuwane przez ludzi. Wyższe stopnie skali oparte są na zaobserwowanych uszkodzeniach struktur
Duża tabela podaje intensywności w skali Modified Mercalli, które są zazwyczaj obserwowane w miejscach w pobliżu epicentrum trzęsienia ziemi.
| I. Nie odczuwane | Nie jest odczuwany przez ludzi, ale technologia jest w stanie go wyczuć. |
| II. Słaba strona | Odczuwalne tylko przez kilka osób podczas snu, szczególnie na wyższych piętrach budynków. |
| III. Słaba strona | Odczuwalne dość wyraźnie przez osoby znajdujące się w pomieszczeniach, szczególnie na wyższych piętrach budynków. Wiele osób nie rozpoznaje tego jako trzęsienie ziemi. Stojące samochody mogą się lekko kołysać. Wibracje podobne do przejazdu ciężarówki. Szacowany czas trwania. |
| IV. Światło | W ciągu dnia odczuwalne w pomieszczeniach przez wielu, na zewnątrz przez niewielu. W nocy, niektórzy obudzeni. Poruszane naczynia, okna, drzwi; ściany wydają trzeszczący dźwięk. Wrażenie jakby ciężka ciężarówka uderzała w budynek. Stojące wagony silnikowe wyraźnie się kołysały. |
| V. Umiarkowany | Odczuwalne prawie dla wszystkich, wielu przebudzonych. Kilka naczyń, wybite okna. Niestabilne przedmioty przewracają się. Zegary z wahadłem mogą się zatrzymać. |
| VI. Mocne | Odczuwalne dla wszystkich, wielu przestraszonych. Kilka ciężkich mebli przesuniętych, kilka przypadków odpadającego tynku. Uszkodzenia niewielkie. |
| VII. Bardzo silny | Uszkodzenia nieznaczne w budynkach o dobrym projekcie i konstrukcji; niewielkie do umiarkowanych w dobrze zbudowanych zwykłych obiektach; znaczne uszkodzenia w obiektach źle zbudowanych lub źle zaprojektowanych; niektóre kominy uszkodzone. |
| VIII. Poważne | Niewielkie uszkodzenia w specjalnie zaprojektowanych konstrukcjach; znaczne uszkodzenia w zwykłych, dużych budynkach z częściowym zawaleniem. Duże szkody w źle zbudowanych obiektach. Upadek kominów, kominów fabrycznych, kolumn, pomników, murów. Przewracanie się ciężkich mebli. |
| IX. Przemoc | Znaczne zniszczenia w specjalnie zaprojektowanych konstrukcjach; dobrze zaprojektowane konstrukcje ramowe wyrzucone z pionu. Duże zniszczenia w budynkach o dużej powierzchni, z częściowym zawaleniem. Budynki przesunięte z fundamentów. |
| X. Extreme | Zniszczeniu uległo kilka dobrze zbudowanych konstrukcji drewnianych, większość konstrukcji murowanych i szkieletowych zniszczona wraz z fundamentami. Szyny wygięte. |
| XI. Wyjątkowo niebezpieczny | Niewiele, jeśli w ogóle, konstrukcji (murowanych) pozostało na miejscu. Mosty zniszczone. Szerokie pęknięcia w ziemi. Podziemne rurociągi całkowicie wyłączone z użytku. Osunięcia ziemi i obsunięcia gruntu w miękkim podłożu. Szyny kolejowe mocno powyginane. |
| XII. Katastrofa | Szkody całkowite. Fale widoczne na powierzchni ziemi. Linie widzenia i poziom są zniekształcone. Przedmioty wyrzucane w górę w powietrze. |
Korelacja z wielkością
| Magnituda | Typowa Maksymalna Zmodyfikowana |
| Poniżej 2.0 | I |
| 2.0 – 2.9 | II - III |
| 3.0 – 3.9 | III - IV |
| 4.0 – 4.9 | IV - V |
| 5.0 – 5.9 | V - VI |
| 6.0 – 6.9 | VI - VII |
| 7.0 – 7.9 | VII - VIII |
| 8.0 lub wyższy | VIII lub wyższy |
Istnieje korelacja pomiędzy magnitudą a intensywnością trzęsienia ziemi. Nawet jeśli ta korelacja istnieje, może być trudno powiązać jedno z drugim: Korelacja ta zależy od kilku czynników, takich jak głębokość trzęsienia ziemi, ukształtowanie terenu, gęstość zaludnienia i zniszczenia. Na przykład, 19 maja 2011 r. trzęsienie ziemi o magnitudzie 0,7 w środkowej Kalifornii w Stanach Zjednoczonych na głębokości 4 km zostało sklasyfikowane przez United States Geological Survey (USGS) jako trzęsienie ziemi o intensywności III w odległości ponad 100 mil (160 km) od epicentrum (i II intensywności prawie 300 mil (480 km) od epicentrum), podczas gdy trzęsienie ziemi o magnitudzie 4,5 w Salta w Argentynie na głębokości 164 km miało intensywność I.
Mała tabela jest orientacyjnym przewodnikiem po stopniach zmodyfikowanej skali intensywności Mercalli. Kolory i nazwy opisowe pokazane tutaj różnią się od tych używanych na niektórych mapach wstrząsów w innych artykułach. Jednakże, nie będzie ona w 100% dokładna.
Pytania i odpowiedzi
Q: Do czego służy skala intensywności Mercalli?
O: Skala intensywności Mercalli służy do pomiaru intensywności trzęsień ziemi.
P: Czym różni się skala Mercalli od skali Richtera?
O: W przeciwieństwie do skali Richtera, skala Mercalli nie mierzy bezpośrednio energii trzęsienia ziemi. Klasyfikuje ona trzęsienia ziemi na podstawie ich skutków i zniszczeń, jakie powodują.
P: Co opisuje skala Mercalli w przypadku niewielkich zniszczeń?
O: W przypadku niewielkich zniszczeń skala Mercalli opisuje, jak ludzie odczuli trzęsienie ziemi lub ile osób je odczuło.
P: Dlaczego nie-geolodzy często używają skali Mercalli?
O: Niegeolodzy często używają skali Mercalli, ponieważ ludziom łatwiej jest opisać, jakie szkody spowodowało trzęsienie ziemi, niż wykonywać obliczenia dla skali Richtera.
P: Kto pierwotnie opracował skalę Mercalli i ile ma ona poziomów?
O: Giuseppe Mercalli pierwotnie opracował skalę Mercalli z dziesięcioma poziomami.
P: Kto rozszerzył skalę Mercalli do dwunastu poziomów?
O: Adolfo Cancani rozszerzył skalę Mercalli do dwunastu poziomów.
P: Czym jest skala Mercalli-Cancani-Sieberg i skala Mercalli-Wood-Neumann?
O: Skala Mercalli-Cancani-Sieberg to inna nazwa skali intensywności Mercalli, podczas gdy skala Mercalli-Wood-Neumann odnosi się do angielskiego tłumaczenia skali Mercalli autorstwa Harry'ego O. Wooda i Franka Neumanna. Charles Francis Richter również edytował skalę Mercalli, a później opracował skalę Richtera.
Przeszukaj encyklopedię