當前對于地震強度的表述方法,主要有兩類:震級和烈度。
震級是表示地震本身大小的量度指標,目前比較常用的是裡氏震級(Richter magnitude scale)和矩震級(Moment magnitude scale)。目前國家地震局將5月12日的汶川地震判定為7.8級,美國地質局已將此次地震修訂為7.9級,這裡使用的就是裡氏震級。如果是7.8級的話,相當于在那一瞬間,2萬顆長崎原子彈同時爆炸;如果是7.9級,則是33700顆以上。這是一場可怕的災難,所帶來的巨大影響和重大損失是很難估計的。(附計算過程,見文章末尾)
什麼是裡氏震級?
裡氏震級是由美國的查爾斯·弗蘭西斯·裡克特(Charles Francis Richter)和本諾·古登堡(Beno Gutenberg)在1935年提出的一種震級標度,以發生地震時產生的水平位移作為判斷標準。也就是說,在三種地震波(縱波,橫波,面波)中,對地表破壞性最大的面波作為主要判斷依據。在裡氏震級的定義中,對一個100公裡外發生的地震,如果伍德-安德森地震儀記錄到地震波的最大振幅為1釐米,則震級為4。
裡氏震級是怎樣劃分的?
根據裡氏震級的定義,在震中100公裡外,地震儀監測到最大振幅為1微米(千分之一毫米)的地震波,地震便是0級;10微米的地震是1級地震,1毫米的地震就是3級地震。以此類推,裡氏震級每上升1級,地震儀記錄的地震波振幅增大10倍。
裡克特為了讓震級更具有通用性,嘗試使用地震釋放出的能量而不是振幅來修訂震級的定義——畢竟人們希望用更為直觀的概念來描述地震的強度,而地震能量意味著地震造成的損失。
大地震的能量有多強?
隨地震波而來是地底積蓄已久的能量。因為裡氏震級並不像攝氏度這樣是等分性的指標(即裡氏震級不是線性單位而是對數單位),因此每兩級地震所釋放的能量也相差巨大。根據裡克特在1953年提出的公式計算,每一級地震釋放的能量都是次一級地震的31.7倍。這意味著,裡氏震級每高出0.1級,就會多釋放出0.412倍的能量。舉例來說,7.9級地震釋放的能量是7.8級地震的1.412倍。
8級地震將會釋放4200000000000000000(4.2乘以10的十八次方)焦耳的能量,這相當于十億噸TNT炸藥爆炸的能量。按照到目前為止人類投入戰爭的最大當量的長崎原子彈來計算的話,相當于同時爆炸了47600顆以上。
需要說明的是,地震波傳遞的能量並不是地震釋放出的所有能量,正如如同最強的一陣風並不是整個風暴全部能量一樣。
怎樣直觀判斷地震大概震級?
一般來說,我們把地震按強烈程度分為超微震、弱震、有感地震、中強震、強震和大地震六類。
超微震:一般將小于1級的地震稱為超微震,人們察覺不到。
弱震:大于、等于1級,小于3級的稱為弱震或微震。如果震源不是很淺,這種地震人們一般也不易覺察,只有地震監測機構的地震儀上才能記錄下來。
有感地震:大于、等于3級,小于4.5級的稱為有感地震。這種地震人們能夠感覺到,但一般不會造成破壞。
中強震:大于、等于4.5級,小于6級的稱為中強震。中強震是可造成破壞的地震。
強震:大于、等于6級,小于7級的稱為強震,是可造成較大破壞的地震。
大地震:大于、等于7級的地震,其中8級以及8級以上的稱為巨大地震,會造成嚴重的破壞。
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