Skala wielkości Richtera to skala liczbowa służąca do określania siły (lub magnitudy) trzęsień ziemi. Charles Richter opracował skalę Richtera w 1935 roku. Jego skala opierała się na pomiarze maksymalnej amplitudy zapisu sejsmicznego (sejsmogramu) rejestrowanego przez określony typ sejsmometru – oryginalnie przez sejsmometr Wood‑Anderson – znormalizowanego na odległość 100 kilometrów (62 mile) od epicentrum trzęsienia.

Jak działa skala Richtera

W praktyce, aby obliczyć wartość w skali Richtera (oznaczaną często jako ML, od ang. local magnitude), mierzy się maksymalną amplitudę drgań widocznych na sejsmogramie. Następnie do tej amplitudy dodaje się korektę zależną od odległości między stacją a epicentrum, aby uwzględnić osłabienie fal sejsmicznych podczas propagacji. W uproszczeniu można zapisać to jako:

M ≈ log10(A) + korekta(odległość)

gdzie A to zmierzona amplituda. Dzięki temu skala odnosi się do rzeczywistych pomiarów z sejsmografu, a wyniki można porównywać między różnymi stacjami.

Skala logarytmiczna — amplituda i energia

Skala Richtera jest skalą logarytmiczną. Oznacza to, że każdy wzrost o 1 w tej skali odpowiada zwiększeniu mierzonej amplitudy drgań około 10 razy. Energia uwalniana podczas trzęsienia ziemi wzrasta znacznie szybciej niż amplituda — przyrost o 1 stopień odpowiada wzrostowi energii około 31,6 razy (to przybliżenie 10^(1,5)). Przykłady:

  • Trzęsienie o wielkości 3.0 ma amplitudę około 10 razy większą niż to o wielkości 2.0.
  • Energia trzęsienia 3.0 jest około 32 razy większa niż trzęsienia 2.0.

Trzęsienia ziemi o sile 4,5 lub wyższej w skali Richtera mogą być mierzone na całym świecie, ponieważ amplitudy są wtedy wystarczająco duże, aby zostać zarejestrowane przez globalne sieci sejsmograficzne.

Ograniczenia skali Richtera i nowoczesne miary

Skala Richtera była przełomowa, ale ma ograniczenia. Była kalibrowana dla konkretnego typu sejsmografu i dla stosunkowo bliskich, małych i umiarkowanych trzęsień. Dla bardzo silnych zdarzeń (zazwyczaj powyżej ~7) skala lokalna ma tendencję do "saturacji" — nie oddaje poprawnie wzrostu energii. Z tego powodu współczesna sejsmologia używa częściej skali momentowej (Mw), która bezpośrednio odzwierciedla moment sejsmiczny i daje miarodajne wartości także dla największych trzęsień.

Warto też odróżnić magnitudę (liczbowa miara uwolnionej energii) od intensywności drgań w miejscu (miary odczuwalności i zniszczeń), którą opisują skale takie jak skala Mercallego.

Przykładowy podział wielkości i typowe skutki

  • <2.0 — mikro: zwykle niemierzalne lub odczuwalne tylko przy specjalistycznych instrumentach;
  • 2.0–2.9 — bardzo słabe: rzadko odczuwalne;
  • 3.0–3.9 — słabe: odczuwalne, ale zazwyczaj bez szkód;
  • 4.0–4.9 — lekkie: może powodować drobne szkody;
  • 5.0–5.9 — umiarkowane: możliwe uszkodzenia budynków o słabej konstrukcji;
  • 6.0–6.9 — silne: poważne uszkodzenia w obszarach zaludnionych;
  • 7.0–7.9 — duże (major): rozległe zniszczenia;
  • ≥8.0 — ogromne (great): katastrofalne skutki i możliwe tsunami (w zależności od lokalizacji).

Przykład historyczny

Trzęsienie ziemi o największej zanotowanej magnitudzie to Wielkie Trzęsienie Ziemi w Chile z 1960 roku. Miało ono magnitudę 9,5 w skali Richtera i spowodowało olbrzymie zniszczenia oraz tsunami rozchodzące się po Pacyfiku. Szacuje się, że około 6 000 osób zginęło wskutek tego trzęsienia i jego następstw. Żadne trzęsienie ziemi nigdy nie osiągnęło magnitudy 10+ w skali Richtera.

(Zaadaptowane z dokumentów U.S. Geological Survey)