Trzęsieniami i zjawiskami związanymi z wstrząsami w litosferze (zob. Geosfery ) zajmuje się sejsmologia [1], gałąź nauk o Ziemi.
Epicentrum jest to punkt na powierzchni Ziemi, znajdujący się bezpośrednio nad hipocentrum ( Rys. 1 ). Uwolniona energia przemieszcza się falami przez skałę, powodując wstrząsy, które odczuwamy podczas trzęsienia ziemi. Fale (zob. Fale sejsmiczne ) wywołane przez trzęsienie ziemi najszybciej dochodzą na powierzchnię w epicentrum. Wstrząsy są tu najsilniej odczuwalne.
Obszar makrosejsmiczny jest to obszar związany z silnym trzęsieniem ziemi, gdzie wstrząsy dają się odczuć bez pomocy przyrządów ( Rys. 2 ).
Obszar mikrosejsmiczny jest to obszar, gdzie wstrząsy nie są odczuwalne przez człowieka, natomiast są odnotowywane przy użyciu pomocy przyrządów ( Rys. 2 ).Pojęcie makrosejsmiczności jest używane w Unii Europejskiej przy określaniu skali odczuwalności i zniszczeń powodowanych przez trzęsienie ziemi. Dwunastostopniowa skala, zwana Europejską Skalą Makrosejsmiczną EMS-98, jest oparta na wcześniej używanych skalach makrosejsmicznych, poczynając od skali Mercallego, przez skalę Miedwiediewa-Sponheuera-Karnika (MSK) [5]. Tabela 1 przedstawia charakterystykę odczuwalności i efektów dla każdego z dwunastu stopni skali.
| I. Nieodczuwane | Nieodczuwane przez nikogo. | |
| II. Słabo odczuwane | Wibracje odczuwają tylko pojedyncze osoby odpoczywające w domach, zwłaszcza na wyższych piętrach budynków. | |
| III. Słabe | Wibracja jest słaba i jest wyczuwalna w pomieszczeniu przez kilka osób; ludzie w spoczynku odczuwają kołysanie lub lekkie drżenie; zauważalne drżenie wielu przedmiotów. | |
| IV. W dużej mierze obserwowane | Trzęsienie ziemi jest odczuwane w pomieszczeniach przez wielu ludzi, a na zewnątrz przez niewielu; kilka osób zostaje przebudzonych; poziom wibracji może być przerażający; okna, drzwi i naczynia grzechotają; wiszące przedmioty huśtają się; brak uszkodzeń budynków. | |
| V. Silne | Trzęsienie ziemi jest odczuwane w pomieszczeniach przez większość, a na zewnątrz przez wielu; wielu śpiących ludzi się budzi; kilku biega na zewnątrz; całe sekcje wszystkich budynków drżą; większość obiektów znacznie się kołysze; porcelana i szklanki brzęczą razem; wibracja jest silna; przedmioty o dużej masie przewracają się; drzwi i okna otwierają się lub zamykają. | |
| VI. Lekko uszkadzające | Odczuwalne przez wszystkich w pomieszczeniach i przez wielu na zewnątrz; wiele osób w budynkach jest przestraszonych i ucieka na zewnątrz; upadają przedmioty na ścianach; niewielkie uszkodzenia budynków, np. drobne pęknięcia w tynku i odpadanie małych kawałków tynku. | |
| VII. Uszkodzenie | Większość ludzi boi się i ucieka na zewnątrz; meble się przesuwają, a wiele przedmiotów spada z półek; wiele budynków doznaje niewielkich lub umiarkowanych uszkodzeń, powstanie pęknięć w ścianach; częściowe zawalenie się kominów. | |
| VIII. Poważne uszkodzenia | Meble mogą się przewrócić, wiele (a nawet większość) budynków doznaje uszkodzeń: upadają kominy; w ścianach pojawiają się duże pęknięcia, a kilka budynków może się częściowo zawalić; może być zauważony przez osoby prowadzące samochody. | |
| IX. Niszczycielskie | Pomniki i kolumny padają lub są powykrzywiane; wiele zwykłych budynków zawala się częściowo, a kilka całkowicie zawala się; okna pękają. | |
| X. Bardzo destrukcyjne | Wiele budynków się zawala; widoczne są pęknięcia i osuwiska. | |
| XI. Dewastacja | Większość budynków zapada się. | |
| XII. Całkowicie dewastujące | Prawie wszystkie struktury są zniszczone; Ziemia się zmienia. | |
Biurokracja Unii Europejskiej stosuje bardziej dokładną, prawie stustronicową instrukcję opisującą stopnie zniszczenia i wszelkie aspekty z tym związane [6].
Używana jest również skala, mierząca za pomocą przyrządów intensywność procesów sejsmicznych. Wielkość, czyli tzw. magnituda trzęsienia ziemi, jest miarą intensywności procesów w samym epicentrum. Nazywana jest ona potocznie skalą Richtera od nazwiska Charlsa F. Richtera, który użył ją po raz pierwszy w 1935 roku dla mierzenia intensywności trzęsień w Kalifornii. Była ona potem wielokrotnie modyfikowana, stad mamy do czynienia z różnymi skalami magnitudy. Łączy je klasyfikacja na podstawie logarytmu dziesiętnego maksymalnej amplitudy fal sejsmicznych (zob. Fale sejsmiczne ). I tak, trzęsienie o magnitudzie 6 jest 10 razy silniejsze niż trzęsienie o magnitudzie 5. Skala ta nie ma górnej granicy, choć potocznie przyjmuje się wartość10 za graniczną, wzorując się na obserwacjach najsilniejszych zarejestrowanych współcześnie trzęsień, których magnitudy nie przekraczały wielkości 9,6.
Przelicznie wartości skali EMS na skalę magnitud (za Michigan Technological University [7]) zawiera Tabela 2.
| Skala EMS (Mercallego) | Skala magnitud (Richtera) | |
I | 1,0-2,0
| |
II | 2,0-3,0
| |
III | 3,0-4,0
| |
IV | 4,0
| |
V | 4,0-5,0
| |
VI | 5,0-6,0
| |
VII | 6,0
| |
VIII | 6,0-7,0
| |
IX | 7,0
| |
X | 7,0-8,0
| |
XI | 8,0
| |
XII | 8,0 lub > | |
Skala magnitudy | Lokalizacja | Data
|
9,4-9,6 | Chile | 22.05.1960
|
9,2 | Alaska, USA | 27.03.1964
|
9,1-9,3 | Ocean Indyjski, Indonezja | 26.12.2004
|
9,1 | Ocean Spokojny, Japonia | 11.03.2011
|
9,0 | Kamczatka, ZSRR | 4.11.1952 |
Bibliografia
1. Sejsmologia: Encyklopedia. PWN, dostęp:19.10.20212. M. Książkiewicz: Geologia dynamiczna, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1972.
3. Z. Mortimer: Zarys fizyki Ziemi, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2004.
4. W. Mizerski: Geologia dynamiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006.
5. R. M. Musson, G. Grünthal, M. Stucchi: The comparison of macroseismic intensity scales, Journal of Seismology 2010, Vol. 14, iss. 2, pp. 413-428.
6. G. Grünthal (Ed.): European Macroseismic Scale 1998 (EMS-98), Centre Européen de Géodynamique et de Séismologie, Luxembourg 1998.
7. Michigan Tech[nological University]: Przelicznie wartości skali EMS na skalę magnitud, dostęp:19.10.2021