2.2. Как оценивают землетрясения?

Определения и обозначения

Магнитуда — числовая характеристика энергии, выделившейся в очаге землетрясения. Она помогает оценить само событие, а не разрушения в отдельном городе. У одного землетрясения магнитуда одна, даже если люди в разных местах пережили его по-разному.

Интенсивность землетрясения — степень воздействия подземных толчков на людей, здания и окружающую среду в определённом месте. Её устанавливают по наблюдаемым последствиям. Этот показатель нужен, чтобы описать, насколько сильно землетрясение проявилось именно здесь.

Шкала Рихтера — шкала оценки магнитуды землетрясения. Число на ней связано с показаниями приборов, которые регистрируют колебания земной поверхности. Шкала нужна для сравнения землетрясений по их масштабу, а не для подсчёта повреждений в конкретном населённом пункте.

Шкала MSK-64 — двенадцатибалльная шкала оценки интенсивности землетрясения по его проявлениям и последствиям. Баллы соотносят с тем, как толчки ощущались, что происходило со зданиями и менялась ли окружающая среда. Она помогает описать воздействие землетрясения в определённой местности.

Как это устроено

Землетрясение можно рассматривать и как источник сейсмических волн, и как событие, последствия которого ощущают люди. Поэтому используют два показателя. Магнитуда характеризует энергию в очаге, а интенсивность — воздействие волн на конкретную местность: один показатель описывает само событие, другой показывает его местный эффект.

Связь магнитуды с энергией не линейная. Шкала Рихтера логарифмическая: при увеличении магнитуды на одну единицу амплитуда зарегистрированных колебаний становится примерно в десять раз больше. Энергия при этом возрастает примерно в 32 раза, поэтому разница даже в несколько единиц означает сильное различие в масштабе землетрясений, а не простое прибавление нескольких одинаковых порций силы.

Интенсивность зависит от того, как сейсмические волны доходят до места наблюдения. Обычно с удалением от эпицентра воздействие ослабевает, а глубина очага влияет на то, насколько сильно толчки ощущаются на поверхности. Свойства грунта тоже имеют значение: одни грунты могут усиливать колебания, другие — меньше передавать их. Наконец, прочное здание и слабое здание могут получить разные повреждения при одинаковых толчках.

Балльную интенсивность нельзя определить только по числу магнитуды: учитывают наблюдения на месте. Выясняют, как толчки ощущали люди, качались ли предметы и возникли ли повреждения зданий. Также обращают внимание на изменения окружающей среды, например на трещины в грунте. Совокупность признаков позволяет оценить проявления по шкале MSK-64.

Представим, что одно землетрясение ощущалось в нескольких населённых пунктах. В месте рядом с эпицентром толчки могут быть сильнее, чем далеко от него, а мягкий грунт способен изменить их воздействие. Различия в прочности зданий тоже влияют на последствия. Поэтому у события сохраняется одна магнитуда, но в разных местах устанавливают разную интенсивность.

Сравнение магнитуды и интенсивности землетрясения

Сначала определите, что именно требуется узнать: масштаб землетрясения или его последствия в конкретном месте. Для масштаба смотрите на магнитуду, а для местного воздействия — на интенсивность. Так легче не спутать число магнитуды с баллами MSK-64.

Разбор задач

В сообщении указано: «землетрясение магнитудой 6 произошло в 200 км от города». Нужно определить, какой показатель уже описан и каких сведений не хватает, чтобы понять возможные последствия в городе. Расстояние само по себе не сообщает, насколько сильно толчки ощущались в этом населённом пункте. Разберём условие по шагам.

1. Слово «магнитуда» показывает, что число 6 относится к масштабу землетрясения. Это характеристика события, связанная с энергией в очаге.
2. Расстояние 200 км помогает представить расположение города относительно землетрясения, но не задаёт балл воздействия. Также значение имеют глубина очага, грунт и особенности зданий.
3. Чтобы оценить последствия в городе, нужно выяснить интенсивность по наблюдениям на месте. Для этого учитывают ощущения людей, повреждения зданий и изменения окружающей среды.

Ответ: магнитуда 6 характеризует само землетрясение. Для оценки последствий в городе нужно определить интенсивность; по одному только расстоянию и магнитуде её установить нельзя.

В двух населённых пунктах зафиксировали одно и то же землетрясение. В первом были сильные повреждения зданий, а во втором наблюдались только слабые колебания. Нужно объяснить, почему так произошло, не предполагая, что у землетрясения было две разные магнитуды.

1. Уточняем, что событие одно, поэтому его магнитуда одна. Отличаются наблюдения и последствия в населённых пунктах, то есть их интенсивность.
2. Сравниваем расстояние до эпицентра: более близкое место часто испытывает более сильное воздействие. Учитываем также глубину очага, которая может менять силу толчков на поверхности.
3. Проверяем свойства грунта и зданий. Грунт способен по-разному передавать колебания, а сооружения разной прочности получают неодинаковые повреждения.

Ответ: интенсивность различалась из-за условий в населённых пунктах — расстояния, глубины очага, грунта и качества строительства. Магнитуда при этом осталась одной и той же.

Сравним землетрясения магнитудой 5 и 7. Разность чисел равна двум, но шкала Рихтера логарифмическая, поэтому нельзя заключать, что второе событие просто вдвое сильнее. Надо вспомнить, как изменение шкалы связано с колебаниями и энергией.

1. Определяем разницу: 7 − 5 = 2 единицы магнитуды. Каждая единица означает примерно десятикратное изменение амплитуды зарегистрированных колебаний.
2. За две единицы амплитуда различается примерно в 10 × 10 = 100 раз. Это не означает, что разрушения в любом городе тоже будут ровно в сто раз больше.
3. Энергия при росте магнитуды на единицу увеличивается примерно в 32 раза. Поэтому разница в две единицы означает примерно 32 × 32, то есть около тысячи раз по энергии.

Ответ: землетрясение магнитудой 7 существенно отличается от события магнитудой 5; разница не сводится к двукратному усилению. Эти числа характеризуют масштаб землетрясений, а местные последствия всё равно зависят от условий в конкретном месте.

Типичные ошибки

Ошибка — считать магнитуду и интенсивность одинаковыми показателями только потому, что оба записывают числами. Их смешивают, если не обращают внимания на то, что именно описывает число. Проверьте себя вопросом: речь об энергии в очаге или о последствиях в конкретном месте?

Ошибка — говорить, что одно землетрясение имело разную магнитуду в разных городах. Так говорят, когда путают местные наблюдения с характеристикой самого события. Если города сообщают о разных ощущениях и повреждениях, различается интенсивность; магнитуда землетрясения остаётся общей.

Ошибка — воспринимать баллы интенсивности как прямую меру выделившейся энергии. Баллы описывают проявления толчков в месте наблюдения, а не энергию в очаге. Чтобы проверить себя, уточните, какая шкала названа: MSK-64 оценивает интенсивность, а шкала Рихтера — магнитуду.

Ошибка — ожидать одинаковых разрушений при высокой магнитуде, не учитывая местные условия. Такое предположение кажется естественным, если думать, что число магнитуды напрямую предсказывает ущерб в каждом городе. Перед выводом проверьте расстояние до эпицентра, глубину очага, свойства грунта и прочность зданий.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о строении Земли и земной коре, а также представления об очаге и эпицентре землетрясения. Очаг — место, где начинается разрушение пород и выделяется энергия, а эпицентр расположен на поверхности над ним. Полезно знать и о сейсмических волнах: они распространяют колебания от очага и вызывают наблюдаемые последствия.

Эти показатели пригодятся при изучении прогнозирования землетрясений и правил поведения во время подземных толчков. По интенсивности можно описывать проявления события в населённом пункте, а сведения об опасности помогают оценивать здания и территории. Это важно для подготовки к возможным последствиям, хотя сама магнитуда не указывает точный ущерб в каждом месте.

Что запомнить

• Магнитуда характеризует энергию землетрясения в очаге.
• Интенсивность показывает последствия землетрясения в конкретном месте.
• Магнитуду оценивают по шкале Рихтера.
• Интенсивность оценивают по двенадцатибалльной шкале MSK-64.
• У одного землетрясения магнитуда одна, а интенсивность в разных местах может различаться.
• Интенсивность зависит от расстояния до эпицентра, глубины очага, грунта и качества зданий.