CutremureCum măsoară oamenii de ştiinţă vibraţiile ca cele din recentul dezastru din Japonia? Indiciu: nu folosesc scara Richter. Cutremurul puternic care a lovit Japonia în martie a fost un eveniment cu o magnitudine de 9.0. Dar ce înseamnă această magnitudine?

 

 

 

 

 

Dar acest eveniment, după cum unii oameni pot presupune, nu a fost înregistrat pe scara Richter, sistemul de măsurare renumit datând din anii 1930. Astăzi seismologii nu utilizează scara Richter ca un instrument universal pentru măsurarea cutremurelor, deoarece nu măsoară cu acurateţe energia emisă de vibraţii la fel de mari ca cele ce au lovit Japonia.

 



În schimb, oamenii de ştiinţă folosesc o scară a magnitudinii momentului seismic, dezvoltată în anii 1970. Un cutremur produce mai multe tipuri de unde, ce iradiază de la epicentrul său şi se deplasează cu o mare varietate de frecvenţe. Comparativ cu scara Richter, scara magnitudinii momentului seismic poate lua în considerare mai multe tipuri de unde şi mai multe frecvenţe. Astfel, este mai în măsură să estimeze energia totală a cutremurelor, aceste observaţii corelându-se şi cu caracteristicile fizice ale unei lovituri.

„Magnitudinea momentului seismic este o măsură care se referă mai mult la ceea ce se întâmplă la lovitura în sine”, spune Robert van der Hilst, profesor de geofizică la Cecil and Ida Green de la MIT. „Este o măsură foarte bună a totalului de energie radiată.”


Logica scării Richter

Pentru a fi sigură, scara Richter, introdusă de Charles Richter şi Beno Gutenberg, foloseşte o logică foarte clară. Anumite tipuri de unde seismice, undele de interior, se deplasează prin interiorul Pământului cu o frecvenţă destul de mare, dar cu o forţă mai mică. Prin contrast, undele de suprafaţă, se mişcă la suprafaţa Pământului cu o frecvenţă mai mică, dar cu o forţă mai distrugătoare.

Richter şi Gutenberg au măsurat aceste unde folosind seismografele, instrumente delicate, ce utilizează o balanţă şi un sul de hârtie; în cazul în care Pământul se mişcă, un seismograf înregistrează amplitudinea sau înălţimea unei unde. Cu cât undele înregistrate sunt mai mari, cu atât mai mare va fi cutremurul - un cutremur de o magnitudine de 7.0 este de 10 ori mai mare decât unul cu o magnitudine de 6.0 - şi mai multă energie se eliberează. „ Lucrul fundamental este că transformi ceea ce se înregistrează în seismogramă direct în magnitudinea cutremurului”, spune van der Hilst.

Cu toate astea, scara Richter are două neajunsuri. Seismografele sunt setate să măsoare undele seismice la frecvenţe specifice - să spunem, la frecvenţa de un hertz sau la perioada de o secundă sunt înregistrate undele de volum numite unde P; la o frecvenţă de 50 milihertz sau la o perioadă de 20 de secunde, sunt înregistrate undele de suprafaţă. Dar cutremurele masive neobişnuite - cele cu mult dincolo de magnitudinea de 7.0 - emit cea mai mare parte a energiei lor la frecvenţe chiar mai mici şi sunt mult mai puternice decât indică undele tipice de suprafaţă, astfel amplitudinile acestor unde nu reprezintă energia pe care o eliberează.

Pentru a măsura toată energia produsă de un cutremur colosal, seismologii au nevoie uneori de zile sau chiar săptămâni pentru a analiza vibraţiile întregului Pământ. „Magnitudinea măsurată cu scara Richter poate fi eronată, deoarece o singură măsurare a fazei seismice particulare poate să nu reprezinte energia totală a cutremurului”, spune van der Hilst. Seismologii numesc această problemă „saturaţie”.


Măsurarea rupturii faliilor


Al doilea neajuns al scării Richter, spune van der Hilst, este că „nu se corelează direct cu proprietăţile fizice de la locul lovirii”. Prin contrast, scara magnitudinii de moment, dezvoltată de seismologii Thomas Hanks şi Hiroo Kanamori, poate fi corelată la distanţa unde ruptura de falie s-a produs, la mărimea zonei în care ruptura a avut loc şi la puterea materialelor fizice, cum ar fi rocile, care au fost implicate în mişcare.

Utilizând datele seismice pentru un cutremur dintr-o varietate de senzori, cercetătorii pot deduce ceea ce ei numesc „tensor momentului seismic”, un grafic tridimensional care arată atât orientarea faliei şi direcţia în care se rupe, cât şi distanţa pe care falia s-a rupt. Acest grafic este apoi folosit pentru a calcula energia totală calculată de cutremur, pe care o reprezintă numerele de pe scara magnitudinii momentului seismic. Scara magnitudinii momentului este astfel calibrată încât se potriveşte aproximativ cu scara Richter până la o magnitudine de 7.0. Dar spre deosebire de scara Richter, scara magnitudinii momentului nu suferă de problema saturaţiei, astfel poate lua în calcul energia eliberată de un cutremur neaşteptat de mare.

Aceste cutremure neaşteptat de mari, cum a fost cel din Japonia, implică adesea falii despre care oamenii de ştiinţă nu ştiau înainte. Prin legătura dintre măsurătorile dimensiunii cutremurului şi dinamica mişcărilor faliilor, scara magnitudinii  momentului seismic ajută seismologii să înţeleagă mai bine unde şi de ce au loc cutremurele mari. „Învăţăm că geometria multora dintre aceste falii este foarte complicată”, spune van der Hilst, adăugând: „ Aceasta ne face să înţelegem că un cutremur imens ar putea avea loc într-o anumită zonă. Ceea ce, pentru milioane de oameni, ar putea fi o informaţie valoroasă.”

Citiţi şi: Cum funcţionează cutremurul?

 


Articolul reprezintă traducerea articolului web.mit.edu/newsoffice/2011/exp-measuring-earthquakes-0510.html, publicat pe site-ul web.mit.edu.
Traducere: Irina Duceac