Seismilised lained on vibratsioon, mis pärineb maavärinad mis rändavad läbi Maa; need registreeritakse instrumentidel, mida nimetatakse seismograafid. Seismograafid registreerivad siksakilise jälje, mis näitab instrumendi all olevate maapealsete võngete erinevat amplituuti. Tundlikud seismograafid, mis neid maapealseid liikumisi suuresti suurendavad, on tuvastatavad tugevad maavärinad allikatest kõikjal maailmas. Aeg, asukohad ja suurus maavärin saab kindlaks teha seismograafijaamade salvestatud andmete põhjal.
Richteri suurusjärk kaal töötati 1935. aastal välja Charles F. Richter California tehnoloogiainstituudist kui matemaatiline seade maavärinate suuruse võrdlemiseks. Maavärina tugevus määratakse seismograafidega salvestatud lainete amplituudi logaritmi järgi. Kaasa võetakse kohandused erinevate seismograafide ja maavärinate epitsentri vahelise vahemaa varieerumiseks. Richteri skaalal väljendatakse suurusjärku täisarvudes ja kümnendmurdudes. Näiteks mõõduka maavärina korral võib arvutada tugevuse 5,3 ja tugeva maavärina tugevuse 6,3. Skaala logaritmilise aluse tõttu tähistab iga täisarvu suurenemine suurusjärgu kümnekordset suurenemist amplituud; energia hinnanguna vastab suurusvahemiku skaala iga täisarvu samm umbes 31 korda suurema energia eraldumisele kui eelneva täisarvu väärtusega seotud kogus.
Alguses sai Richteri skaalat kohaldada ainult sama tootmisega instrumentide dokumentide suhtes. Nüüd on instrumendid üksteise suhtes hoolikalt kalibreeritud. Seega saab suurusjärgu arvutada mis tahes kalibreeritud seismograafi registrist.
Maavärinaid, mille magnituud on umbes 2,0 või vähem, nimetatakse tavaliselt mikrotreeninguteks; inimesed ei tunne neid tavaliselt ja registreeritakse tavaliselt ainult kohalikes seismograafides. Sündmused, mille magnituud on umbes 4,5 või suurem - selliseid šokke on aastas mitu tuhat - on piisavalt tugevad, et neid tundlike seismograafidega kogu maailmas salvestada. Suurte maavärinate, näiteks 1964. aasta suure reede maavärina Alaskas, magnituud on 8,0 või suurem. Keskmiselt toimub igal aastal kuskil maailmas üks sellise suurusega maavärin. Richteri skaalal puudub ülemine piir. Viimasel ajal on suurte maavärinate täpsemaks uurimiseks välja töötatud teine skaala, mida nimetatakse hetke suurusjärgu skaalaks.
Richteri skaalat ei kasutata kahju väljendamiseks. Tihedalt asustatud piirkonnas maavärin, mis võib põhjustada palju surmajuhtumeid ja põhjustada märkimisväärset kahju on sama ulatusega kui šokk kaugemas piirkonnas, mis ei tee muud kui hirmutab metsik loodus. Inimesed ei pruugi isegi ookeanide all toimuvaid suuremahulisi maavärinaid tunda.
NEIS-i intervjuu
Järgnev on ärakiri NEIS-i intervjuust Charles Richteriga:
Kuidas hakkasite seismoloogia vastu huvi tundma?
CHARLES RICHTER: See oli tõesti õnnelik õnnetus. Caltechis töötasin ma oma doktorikraadi kallal. teoreetilises füüsikas dr Robert Millikani käe all. Ühel päeval kutsus ta mind oma kabinetti ja ütles, et Seismoloogialabor otsib füüsikut; see ei olnud minu rida, aga kas ma olin sellest üldse huvitatud? Ma rääkisin labori juhtinud Harry Woodiga; ja selle tulemusel liitusin tema töötajatega 1927. aastal.
Mis olid instrumentaalse suurusjärgu skaala päritolu?
CHARLES RICHTER: Kui liitusin hr Woodi töötajatega, tegelesin põhiliselt rutiinse mõõtmistööga seismogrammid ja maavärinate paiknemine, nii et oleks võimalik koostada kataloog epitsentrite ja ajajärkude kohta esinemine. Muuseas, seismoloogia võlgneb Harry O järjekindlate pingutuste eest suuresti teadmata võla. Puit seismoloogilise programmi elluviimiseks Lõuna-Californias. Sel ajal tegi hr Wood Maxwell Alieniga Californias toimunud maavärinate ajaloolise ülevaate. Me salvestasime seitsmes erineva vahemaaga jaamas, kõik Wood-Andersoni torsioonseismograafidega.
Milliseid muudatusi tehti skaala rakendamisel ülemaailmsete maavärinate korral?
CHARLES RICHTER: Te osutate õigustatult sellele algsele suurusjärgu skaalale, mille ma avaldasin 1935. aastal püstitati see ainult Lõuna-Californias ja kasutatavate seismograafide eriliikide jaoks seal. Mastaabi laiendamist ülemaailmsete maavärinate ja muude instrumentide salvestuste jaoks alustati 1936. aastal koostöös dr Gutenbergiga. See hõlmas pinnalainete teatatud amplituudide kasutamist umbes 20-sekundiliste perioodidega. Muuseas, tavaline suurusskaala määramine minu nimele on vähem kui õiglus suur roll, mida dr Gutenberg mängis skaala laiendamisel, et kohaldada maavärinaid Läänemere kõigis osades maailm.
Paljud inimesed arvavad, et Richteri suurusjärk põhineb skaalal 10.
CHARLES RICHTER: Pean seda usku korduvalt korrigeerima. Mõnes mõttes hõlmab suurusjärk 10 sammu, sest iga ühe magnituudi suurendamine tähistab maapealse liikumise kümnekordset võimendamist. Kuid ülemise piiri tähenduses pole skaalat 10, nagu on intensiivsusskaaladel; tõepoolest, mul on hea meel näha ajakirjandust viidates nüüd avatud Richteri skaalale. Suurusnumbrid tähistavad lihtsalt seismograafi kirje mõõtmist - kindel logaritmiline, kuid ilma eeldatava ülemmäärata. Tegelikele maavärinatele seni määratud suurim magnituud on umbes 9, kuid see on piirang Maal, mitte skaalal.
On veel üks levinud eksiarvamus, et suurusjärk on ise mingi instrument või seade. Külastajad paluvad sageli "skaalat näha". Nad on rahul, kui viidatakse tabelitele ja diagrammidele, mida kasutatakse skaala rakendamiseks seismogrammidelt saadud näitudele.
Pole kahtlust, et teilt küsitakse sageli suuruse ja intensiivsuse erinevuse kohta.
CHARLES RICHTER: See põhjustab ka avalikkuses suurt segadust. Mulle meeldib analoogiat kasutada raadiosaatetega. See kehtib seismoloogias, kuna seismograafid või vastuvõtjad registreerivad maavärinaallikast või saatejaamast kiirgavaid elastsete häirete laineid või raadiolaineid. Suurust saab võrrelda saatejaama võimsusega kilovattides. Kohalik intensiivsus Mercalli skaalal on siis võrreldav signaali tugevusega vastuvõtjal antud asukohas; tegelikult signaali kvaliteet. Intensiivsus, nagu signaali tugevus, langeb tavaliselt allikast kauguse korral, ehkki see sõltub ka kohalikest tingimustest ja teekonnast lähtest punkti.
Viimasel ajal on olnud huvi ümber hinnata, mida mõeldakse "maavärina suuruse" all.
CHARLES RICHTER: Rafineerimine on teaduses vältimatu, kui olete pikka aega nähtust mõõtnud. Meie algne eesmärk oli määratleda suurusjärk rangelt instrumentaalsete vaatluste kaudu. Kui tutvustatakse mõistet "maavärina energia", siis on see teoreetiliselt tuletatud kogus. Kui energia arvutamisel kasutatud eeldusi muudetakse, mõjutab see tõsiselt lõpptulemust, isegi kui kasutada võiks sama andmeid. Nii püüdsime hoida "maavärina suuruse" tõlgendust võimalikult tihedalt seotud tegelike instrumentide vaatlustega. Muidugi ilmnes, et suurusjärk eeldas, et kõik maavärinad olid ühesugused, välja arvatud pidev mastaabitegur. Ja see osutus tõele lähemal, kui me ootasime.