چگونه زمین لرزه را اندازه می گیریم

دستگاه لرزه نگار امواج زلزله ای انتشار یافته از یک زمین لرزه را ثبت می کند. لرزه نگار یا زلزله سنج یک وسیله اندازه گیری است که منحنی زلزله را رسم می کند. تقریبا اساس کار تمامی زلزله سنج ها قانون اینرسی می باشد که عبارتست از تمایل یک جسم به ماندن در وضعیت سکون می باشد.  نسبت جابه جایی جرم ساکن به حرکت زمین نشان دهنده میران حرکت زمین خواهد بود.

در منحنی به دست آمده از یک زمین لرزه  امواجP اولین علائم و به دنبال آن امواج آهسته S و سپس امواج سطحی  دریافت می شوند.

براساس زمان دریافت موج های  P و  S  از زلزله سنج های مختلف موقعیت زمین لرزه مشخص می شود.

با دانستن نسبت سرعت امواج  P   و   S  و اختلاف زمان دریافت این امواج می توانیم فاصله زمین لرزه از دستگاه زلزله نگار را تعیین کنیم.

منحنی ثبت شده در انگلستان از یک زمین لرزه

اندازه گیری میزان یک زمین لرزه :

ما با اندازه گیری میزان علائم دریافتی به طور مستقیم از یک لرزه نگار می توانیم  به بزرگی  یک زلزله پی ببریم.  همچنین باید بدانیم که زمین لرزه در چه فاصله ای قر ار دارد زیرا هر چه فاصله تا مرکز زلزله بیشتر شود اندازه  دامنه ی  امواج کاهش پیدا می کند بنابراین اطلاعات ما باید دقیق باشد.

مقیاس ریشتر:

در سال 1932 چارلز ریشتر اولین مقیاس  برای اندازه گیری میزان زمین لرزه را تعریف نمود که امروزه  آن را به عنوان مقیاس ریشتر می شناسیم. ریشتر با مشاهده زمین لرزه در کالیفرنیا ، آن را برای تعیین یک رویداد مرجع استفاه کرد. بزرگی یک زلزله از مقایسه بیشترین دامنه امواج دریافتی با اطلاعات مرجع زمین لرزه کالیفرنیا در یک فاصله خاص سنجیده می شود.

مقیاس ریشتر به صورت  لگاریتمی می باشد. بدین معنا که دامنه بزرگی زمین لرزه 6  ریشتری  از  زمین لرزه   5 ریشتری، ده برابر بزرگتر است.

مقیاس های دیگر:

پس از کار ریشتر، انواع مختلفی از مقیاس های سنجش زلزله به وجود آمدند که اساس آن ها مشاهدات ثبت شده از  تعداد متفاوتی  زلزله بوده است.

اندازه گیری دامنه امواج حجمی با محاسبه دامنه امواج P زمین لرزه ای در فاصله دور را تشخیص می دهد.  به همین ترتیب ، بزرگی امواج سطحی با اندازه گیری دامنه امواج روی سطح مشخص می شود.

اما مقیاس ریشتر چگونه عمل می کند ؟

زلزله نگار همان گونه که اختلاف میان زمان دریافت  دو موج  P  و   S  را اندازه گیری می کند، دامنه آن دو را نیز ثبت می کند. خطی که دو مقدار دامنه در منحنی ها را به هم وصل می کند بزرگی زمین لرزه را به ما نشان می دهد.

شدت زمین لرزه

قشه درشت نمایی زلزله ای به بزرگی 7/4   در زلزله 2002 دادلی

یکی از پارامترهای زلزله، شدت آن است که با مشاهده آثار خصوصا آثار تخریبی ناشی از زلزله  به دست می آید. برای یک زلزله معمولا شدت با نسبت فاصله از مرکز مورد نظر کاهش پیدا می کند.

با گردآوری مشاهدات می توان نقشه macroseismic  زلزله را رسم نمود که در آن هر خط نمایشگر شدتی یکسان است.

مقیاس شدت بزرگی زلزله

1   احساس نمی شود   -   فقط توسط ابزار زلزله ای قابل شناسایی است.

2   خیلی ضعیف         -    توسط تعداد کمی از آدم ها احساس می شود.

3    ضعیف              -     توسط تعدادی از آدم ها در فضای داخل احساس می شود.

4    متوسط             -    بسیاری از مردم آن را متوجه شده ، پنجره و درها صدا می دهند.

5    قوی               -      بعضی از اشیا کوچک می افتند.

6    خسارت کم        -      اشیا از روی طاقچه به زمین می افتند.

7    خسارت آور      -     بخش هایی از شومینه تخریب می شود.

8    خسارت زیاد     -     ترک های بزرگ  در دیوار ایجاد می شود.

9    مخرب            -      بعضی از خانه ها فرو می ریزند.

10  بسیار مخرب     -      بسیاری از خانه ها فرو می ریزند.

11  ویرانگر          -      بیشتر ساختمان های معمولی فرو می ریزند.

12   کاملا ویرانگر   -       عملا تمام ساختارهای بیرونی و یا درونی زمین در سطح زیادی آسیب دیده و یا از بین رفته اند.

موقعیت محل زمین لرزه

با مشاهده منحنی های زلزله ای دریافت شده از ایستگاه های مختلف می توانیم مرکز زلزله را پیدا کنیم .

اولین علائم در ابتدا توسط نزدیکترین ایستگاه و در انتها توسط دورترین آن ها دریافت می شود. تفاوت زمان بین امواج  در سه ایستگاه می توانیم مرکز زلزله را بیابیم برای یافتن مرکز زلزله به حداقل سه مرکز نیازمندیم.

نقطه مرکزی برخورد دایره ها که شعاع آن برابر است با فاصله از زمین لرزه ، مرکز زلزله را به ما نشان می دهد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مریم سراجی