Magnitude De un seísmo

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Para los artículos homonymes, ver Richter.

La magnitude de un terremoto mida la energía liberada durante un seísmo. Más la magnitude es elevada, más el seísmo ha liberado de energía. Se trata de una escalera logarithmique, es decir que un incremento de magnitude de 1 corresponde en una multiplicación por 30 de la energía y por 10 de la amplitude del movimiento^[1].

Los medios de comunicación grandes público lo indican a menudo sobre la escalera de Richter o sobre la escalera abierta de Richter. Estas terminologías son impropres : la escalera de Richter, stricto sensu, es una escalera sobresalida y únicamente adaptada a los terremotos californianos. Los magnitudes habitualmente citadas hoy en dia son de hecho de las magnitudes de momento (anotadas M_w).

La magnitude y la intensidad (como la escalera de Mercalli) están dos medidas diferentes. La intensidad es una medida de los daños causados por un terremoto. Hay relaciones que conectan la intensidad máxima sentida y la magnitude pero son muy dependientes del contexto geológico local. Estas relaciones sirven general a dar una magnitude a los terremotos históricos.

Historia

Fue desarrollada 1935^[2] por Charles Francis Richter. Este último ha puesto en el punto esta medida para poder clasificar las sismogrammes grabados localmente en California. Esta escalera en el origen es la medida de la amplitude micromètres sobre un sismographe de tipo Wood-Anderson de un terremoto que se ubica en 100 km. Esta medida no es fiable que a muy corta distancia y es llamada ahora magnitude local.

El año siguiente, 1936^[3], Gutenberg y Richter proponen una magnitude que se basa en el amplitude de las ondas de superficie para distancias télésismiques (distancia superior a 30° ^[4]) y para un periodo de 20 segundos (periodo natural de los sismographes utilizados). Gutenberg 1945^[5] define mejor esta medida. Esta magnitude es utilizada todavía hoy, sobre todo en las primeras estimaciones de la potencia del seísmo. Su acronyme es MS.

Gutenberg Y Richter proponen una noticia magnitude 1956^[6], esta vez basada en una medida efectuada sobre las ondas de volumen. Su acronyme es Mb (b para body waves, ondas de volumen inglés).

Los magnitudes MS y Mb han limitaciones. No se trata de una medida directa de la energía liberada por el seísmo. Otro problema ha sido levantado durante el gran terremoto de 1960 a Chile. La duración de la fuente sismique era bien superior a 20 segundos, periodo a la cual la magnitude de superficie MS es calibrée. La estimación de la magnitude del seísmo, y de los grandes seísmos general es pues bajo estimada con este tipo de medida. Este fenómeno es todavía más fuerte con Mb para la cual el periodo de referencia es del orden del segundo.

1977^[7], Hiroo Kanamori introducido una noticia magnitude, la escalera de magnitude delmomento , calibrée sobre el momento sismique. Aunque menos inmediata a estimar, esta magnitude ha conectado directamente en una cantidad física, ella-misma, asociada a la energía emitida por el terremoto. Esta magnitude dicha de momento, tiene para acronyme Mw y es la más empleada hoy en dia.

Principio

La magnitude dicha de Richter se basa en la medida de la amplitude máxima de las ondas sismiques sobre un sismogramme. La magnitude es definida como el logarithme décimal de este valor. Esta definición muy general reloj bien la índole empírica de esta medida que depende por un lado del tipo de sismomètre y por otro lado del tipo de elaboración gráfica utilizada para la realización del sismogramme sobre el cual se hace la medida. Esta última es también muy variable de una estación sismique a la otra porque la radiación sismique de un seísmo no es homogène (ver mecanismo en el hogar).

La definición original dato por Richter 1935, llamada a partir de ahora magnitude local o , $M_l$ es una escalera logarithmique mera de la forma $M_l=log(A)-log(A_0)+clog(\Delta)$ donde $A$ representa la amplitude máxima medida sobre el sismogramme, $A_0$ es una amplitude de referencia que corresponde en un seísmo de magnitude 0 a 100 km, $\Delta$ es la distancia épicentrale (km) y es $c$ una constante de calibration. Indigne el inhomogénéité de esta ecuación, marcando todavía más su índole empírica, las constantes de calibration ( $A_0$ y ) $\Delta$ devuelvan esta definición válida sólo localmente. Por ejemplo, en la definición original donde la calibration es efectuada sobre seísmos moderados de California del Sur grabado con un sismographe de tipo Wood-Anderson, $c=2,76$ y .. $log(A_0)=2,48$

Con el fin de mejorar esta medida devolviéndola más global, una noticia magnitude llamada $M_S$ o magnitude de las ondas de superficie, es introducida 1936. Esta magnitude es basada en la medida de la amplitude máxima de las ondas de superficie ( general la onda de Rayleigh sobre la composante vertical del sismomètre) a un periodo de 20 s. La formulación es casi idéntica a la precedente : $M_S=log(A_{20})+b+clog(\Delta)$ donde $A_{20}$ es el amplitude medida, $\Delta$ es la distancia épicentrale expresada en grada, $b$ y están $c$ de las constantes de calibrations. Esta medida es utilizada siempre hoy. No obstante, además de su índole empírica y el problema de saturación (ver aquí-debajo), tiene dos puntos débiles. El premier es su inutilidad para los seísmos profundos (profundidad superior en 100 km) que no générent de ondas de superficie. El segundo problema viene ya que las ondas de superficie son los últimos trenes de onda a llegar. En el marco de una cobertura de alerta, es primordial de poder estimar el más rápidamente posible la magnitude del seísmo.

La magnitude de las ondas de volumen anotado $m_b$ (b para "body waves") es pues una mide que se hace sobre el primer tren de onda P y permite una estimación rápida de la importancia del seísmo. Su formulación es dependiente del periodo dominante $T$ de la señal : $m_b=log(A/T)+Q(\Delta,h)$ donde $A$ es el amplitude máxima medida, $\Delta$ es la distancia épicentrale (siempre en grada) y es $h$ la profundidad hypocentrale. $Q$ Es una función de calibration dependiente de las dos precedentes parámetros. general el periodo dominante $T$ es en torno a 1 seco, periodo mínimo de las ondas P para distancias télésismiques ( $\Delta>30^o$ ). El problema de esta medida es la saturación rápida con la magnitude.

Otros magnitudes son empleadas, sobre todo a la escalera local o regional. La magnitude de duración es utilizada a menudo para el micro sismicité y se obtiene como su nombre lo indica que mide la duración segunda de la señal sobre el sismogramme. Una literatura abundante existe sobre las regresiones entre estas diferentes medidas con el fin de intentar de crear relaciones de pasaje del una a la otra. Esto es siempre un ejercicio difícil. La disparidad de estas medidas, que sea debida en el tipo de onda, al tipo de sensor y a su frecuencia propia, a la distancia, al tipo de magnitude utilizado, explica bastante fácilmente la gran variabilidad de la medida de la magnitude de un seísmo en las horas que siguen su ocurrencia.

Para complicar este panorama, es esencial de añadir que la mayoría de las medidas de magnitude, una vez que se ha fluido uno cierto tiempo después del seísmo, no corresponden a lo que es descrito précédemment. El estudio del seísmo va a pasar por una inversion de las sismogrammes con el fin de encontrar conjuntamente su localización, su mecanismo en el hogar y su momento sismique. De este último, es deducido una magnitude llamada magnitude de momento o . $M_w$ Se trata de la magnitude la más utilizada hoy.

Saturación de la magnitude

El principal problema de los magnitudes M_S y m _b es aquel de la saturación. Este fenómeno es asociado en el periodo a la cual se efectúa la medida. Es imperativo que esta medida sea hecha en un periodo que sea superior a la duración de emisión de la fuente sismique. Ahora bien para los grandes seísmos, este tiempo puede ser muy largo. El caso extremo es aquel del terremoto de Sumatra de 2004 donde la emisión de la fuente ha durado al menos 600 segundos.

Si se considera :

La relación simplificada del momento sismique M₀ con la longitud de la falle L en kilómetros : M₀ = 2,5×10¹⁵ L³
Una velocidad de ruptura sobre la falle del orden de 3 km·s^-1
La relación entre momento y magnitude (ver momento sismique)

Entonces una duración de emisión de 1 s corresponde a una magnitude 4,6 y una duración de emisión de 20 s corresponde a una magnitude 7,2 . Pues toda mide de magnitude con _{m b} (medida sobre las ondas P) comienza a estar bajo estimada al-encima de una magnitude 4,6 y va asimismo para M_S para seísmos de magnitude superior a 7,2.

Este problema de saturación ha sido puesto de manifiesto durante la estimación de la magnitude del terremoto de Chile de 1960, magnitude sobresaliendo 9,0. La magnitude de momento tiene pues sido creada para pallier esta dificultad. No obstante, la estimación de las muy grandes magnitudes plantea un problema. El seísmo de Sumatra de 2004 ha puesto también en dificultad los métodos que calculan el momento sismique y pues por consecuencia la magnitude. La duración de la fuente muy larga obliga a mirar señales a muy bajas frecuencias. Una estimación de la magnitude ha sido pues hecha a marchar del modo propio el plus grave de la tierra ( ₀S₂ - periodo de 53,9 min) ^[8] . Esta estimación (momento sismique de 6,5×10²² N·m que corresponde a una magnitude de 9,15) tiene una incertidumbre de un factor 2, debida principalmente a la complejidad y a la dimensión de la fuente sismique.

Graduación

La escalera que es el logarithme de una amplitude, es abierta y sin límite superior conocido. En la práctica, los seísmos de magnitude 9 son excepcionales y los efectos de los magnitudes superiores ya no son descritos séparément. El seísmo el plus potente nunca medido que alcanza el valor de 9,5, fue el terremoto de 1960 a Chile.

Descripción	Magnitude	Efectos	Frecuencia
Micro	Menos de 2,0	Micro terremoto, no sentido^[9].	8 000 por día
Muy Menor	2,0 a 2,9	Generalmente no sentido pero detectado/grabado.	1 000 por día
Menor	3,0 a 3,9	A menudo sentido pero que causa raramente daños.	49 000 por año
Ligero	4,0 a 4,9	Secousses Notables de objetos adentro de las casas, ruidos de entrechoquement. Daños de entidad poco comunes.	6 200 por año
Moderado	5,0 a 5,9	Puede causar daños mayores a edificios mal concebidos en zonas restringidas. Causa ligeros daños a los edificios bien construidos.	800 por año
Fuerte	6,0 a 6,9	Puede ser destructor en zonas que van hasta 180 kilómetros a la ronda si son pobladas.	120 por año
Mayor	7,0 a 7,9	Puede provocar daños severos en zonas más vastas.	18 por año
que Importa	8,0 a 8,9	Puede causar daños serios en zonas a centenares de kilómetros a la redonda.	1 por año
Excepcional	9,0 y más	Dévaste De las zonas de varios millares de kilómetros a la redonda.	1 todos los 20 años

Notas y referencias

↑ Explicaciones sobre el sitio del EOST
↑ () Richter C. F. (1935). Año instrumental earthquake magnitude scale, Boletín of the Seismological Society of America, 25, páginas 1—32.
↑ () Gutenberg B. and C. F. Richter (1936). Magnitude and energy of earthquakes, Ciencia, 83, páginas 183—185.
↑ sismologie, las distancias en la escalera de la tierra se miden utilizando el ángulo del arco. La medida es pues expresada en grada.
↑ () Gutenberg B. (1945). Amplitudes of Superficie waves and magnitudes of shallow earthquakes, Boletín of the Seismological Society of America, 35, páginas 3—12.
↑ () Gutenberg B. and C. F. Richter (1956). Earthquake magnitude, intensity, energy and acceleration, Boletín of the Seismological Society of America, 46, páginas 105—145.
↑ () Kanamori H. (1977). The energy release in great earthquakes, Journal of Geophysical Research, 82, 2981—2987.
↑ Park J., Song T.R.TIENE., Tromp J., Okal E., Stein S., Roult G., Clévédé É., Laske G., Kanamori H., Davis P., Pastor J., Braitenberg C., Van Camp M., Lei X., Sun H., Xu H. Y S. Rosat (2005). Earth'S free oscilaciones excited by the 26 December 2004 Sumatra-Andamán earthquake, Ciencia, 308, pp 1139-1144
↑ Ciertos seísmos de magnitude inferior a 2 pueden sin embargo ser sentidos muy localmente si el hogar se encuentra justo bajo habitaciones y se se trata de una réplica. Ciertos seísmos de magnitude cercano de cero, incluso negativa, pueden así ser sentidos.