میزان انرژی زمین لرزه را با مقیاس چه چیزی اندازه گیری می کنند

میزان انرژی زمین لرزه را با مقیاس چه چیزی اندازه گیری می کنند را از سایت نکس درجه دریافت کنید.

مقیاس بزرگی ریشتر

مقیاس ریشتر (Richter magnitude scale) مقیاسی برای اندازه‌گیری بزرگی زمین‌لرزه است که میزان انرژی آزاد شده در کانون زمین‌لرزه را نشان می‌دهد.مقیاس ریشتر بین ۱ تا ۱۲ است.زلزله مقیاس ۱ را که اصلا هیچ کس احساس نمی کند و مقیاس ۱۲ که می تواند آن منطقه را نابود کند.

از این مقیاس دیگر برای بیان بزرگی زمین‌لرزه استفاده نمی‌شود.^[۱]

پیدایش[ویرایش]

در سال ۱۹۳۵ جهت تعیین انرژی آزاد شده توسط هر زمین‌لرزه، معادله‌ای توسط چارلز فرانسیس ریشتر ^{∗ [۱]} و بنو گوتنبرگ ^∗ ارائه شد که میزان انرژی آزاد شده در کانون زمین‌لرزه را بر اساس لگاریتم بیشترین مقدار جابه‌جایی افقی ثبت شده توسط لرزه‌سنج مشخص می‌کرد.

معادله[ویرایش]

در این روش دامنه حرکات زمین در فاصله ۱۰۰ کیلومتری محل وقوع زمین‌لرزه توسط دستگاه لرزه‌سنج وود-اندرسون ثبت می‌شود. بنابراین بزرگای محلی ریشتر به صورت لگاریتم مبنای ۱۰ دامنه لرزه‌سنج در فاصله ۱۰۰ کیلومتری تعریف می‌شود. اگر بزرگی زمین‌لرزه‌ای M در مقیاس ریشتر باشد. انرژی آزاد شده آن زمین‌لرزه E در یکای اِرگ خواهد بود:

LogE = 11.8 + 1.5M

معادله بالا نشان می‌دهد که اضافه شدن هر یک درجه به بزرگی زمین‌لرزه، انرژی آزاد شده آن تقریباً ۱٫۵^۱۰ یا ۳۱٫۶ برابر بیشتر می‌شود. انرژی یک زمین‌لرزه ۸ ریشتری برابر با انرژی انفجار یک میلیارد تن تی‌اِن‌تی (تری‌نیتروتولوئن) برآورد شده‌است.^[۲]

به عبارتی می‌توان توان ۰٫۵ عدد1000 را برای هر بزرگی نسبت به عدد کمتر در نظر گرفت. برای نمونه: انرژی آزاد شده ۷ ریشتری * رادیکال 1000 = انرژی آزاد شده ۸ ریشتری

زمین‌لرزه‌های با ابعاد کمتر از ۴ ریشتر، بارها در طول سال اتفاق می‌افتند. اما توسط انسان حس نمی‌شوند و خطری نیز به همراه ندارند.^{[نیازمند منبع]} در مقابل، زمین‌لرزه‌های با ابعاد بالای ۷ ریشتر چندان شایع نیستند و با افزایش شدت زمین‌لرزه، اثر تخریبی آن نیز افزایش می‌یابد.

ایرادها و راه حل[ویرایش]

میزان انرژی رسیده به هر نقطه از سطح زمین علاوه بر میزان انرژی آزادشده در کانون زمین‌لرزه یه مجموعه عواملی نظیر عمق زمین‌لرزه (فاصله کانون زمین‌لرزه از مرکز روزمینی زمین‌لرزه)، جنس خاک و … بستگی دارد. به بیان دیگر ریشتر تنها از روی دامنه بلندترین موج لرزه‌ها، بزرگی زمین‌لرزه را محاسبه می‌کند و هیچ مشخصه فیزیکی اساسی دیگری از امواج زمین‌لرزه برای محاسبه در نظر گرفته نمی‌شد. ایرادی که خود ریشتر نیز به آن اذعان داشت.^[۱]

این دو پژوهشگر، معادله ریشتر را با بررسی گسل‌های منطقه جنوب ایالت کالیفرنیا ارائه کرده بودند. با بیشتر شدن ایستگاه‌های لرزه‌نگاری در جهان مشخص شد که مقیاس ریشتر تنها برای زمین لرزه‌هایی با فرکانس مشخص و در جغرافیایی با فواصل محدود کاربرد دارد.^[۱]

در نتیجه ریشتر مقیاس کاملی برای توصیف همه‌جانبه زمین‌لرزه نیست. از همین رو خسارت‌های وارده در زمین‌لرزه‌های دارای درجه یکسان، ممکن است بسیار متفاوت باشد و پرسش و بیان مقاومت ساختمان‌ها در برابر زمین‌لرزه با بزرگی خاصی در مقیاس ریشتر از نظر فنی بی‌معناست.

برای حل مشکل سنجش برزگی زمین‌لرزه، در سال ۱۹۷۰ سازمان زمین‌شناسی آمریکا یکای مقیاس بزرگای گشتاوری را ارائه کرد. نتایج این یکا برای زلزله‌های متوسط (با بزرگای گشتاوری تقریباً ۵) ‌مشابه ریشتر است. اما برای زلزله‌های بزرگ‌تر از ۵ بزرگای گشتاوری، مقیاس بزرگای گشتاوری بسیار دقیق‌تر است.^[۱]

مقیاس مقدار تخریب[ویرایش]

در دانش و مهندسی لرزه‌شناسی معیارهای دیگری برای بیان سایر خصوصیات زمین‌لرزه وجود دارد. برای بیان مقدار شدت (قدرت تخریب) زمین‌لرزه از مقیاس شدت مرکالی استفاده می‌شود.^[۱][۳]

توجه شود که بزرگی زمین‌لرزه همیشه با شدت (قدرت تخریب) زمین‌لرزه رابطه مستقیم ندارد. مثلاً در زمین‌لرزه ۲۰۱۰ شیلی با بزرگای گشتاوری ۸.۸، ۷۰۸ نفر کشته شدند. در حالی که در همان سال در زمین‌لرزه ۲۰۱۰ هائیتی به بزرگای گشتاوری ۷ بیش از ۲۰۰ هزار نفر کشته شدند.^[۱]

[ویرایش]

پاورقی[ویرایش]

جستارهای وابسته[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

منابع[ویرایش]

پیوند به بیرون[ویرایش]

منبع مطلب : fa.wikipedia.org

مدیر محترم سایت fa.wikipedia.org لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

اندازه گیری زمین لرزه

نویسنده : مهدی وجودی

[email protected]

اندازه گیری زمین لرزه

برای آگاهی از میزان تاثیر هر پدیده لازم است تا بتوانیم به نحوی آن را بصورت کمی بیان کنیم. برای کمی کردن اندازه زلزله، از دو رهیافت مختلف استفاده می�شود؛ یک رهیافت بر اساس اندازه گیری دستگاهی (بزرگای زلزله[1]) و دیگری بواسطه تاثیر پذیری دست سازهای بشر از زلزله (شدت زلزله[2]). شدت زلزله در هر مكان متفاوت است و با دور شدن از كانون زلزله كم می شود، در حالی كه بزرگآی زلزله همواره ثابت است و ربطی به دور شدن از كانون ندارد (چرا كه با كل انرژی آزاد شده مرتبط است).

شدت زمینلرزه:

شدت یك زلــزله در یك مكــان خاص بــر مبنآی اثرهآی قابل مشاهده زمین لرزه در آن مكان تعیین می شود. دقت در تعیین شدت زلزله به دقت مشاهده كننده وابسته است. تخمین شدت وسیلة مفیدی برآی تخمین اندازة زلزله هآی تاریخی است، بویژه در ناحیه هآیی نظیر كشور ما كه كشوری باستانی و با میراث تاریخی و  فرهنگی كهن است و لذا اطلاعات مهمی می توان از زلزله هآی رویداده در زمانی كه ثبت تاریخی وجود دارد به دست آورد.  مقیاسهای مختلفی برای تعیین شدت زمین لرزه همانند مقیاس مرکالی اصلاح شده، MSK، EMS98 و ... ارائه شده است.

تعیین شدت زمین لرزه بدین ترتیب است که برای هر کدام از مقیاسها جدولی تهیه شده است و بر اساس آن میزان آسیبهای ناشی از زلزله بر سازه های مختلف ارائه گردیده است و مشاهده گر با تطبیق خسارتهای بوجود آمده از زلزله با موارد ذکر شده در جدول، شدت زلزله را تعیین می�کند.

رده بندی شدت مركالی (اصلاح شده) MMI

بزرگای زلزله:

بمنظور اندازه گیری زمین لرزه و بدست آوردن معیاری برای مقایسه و سنجش زمین لرزه ها، از بزرگای زلزله استفاده می�شود که می�توان آن را با در نظر گرفتن دامنه نوسانات روی نگاشت محاسبه نمود. مقیاسهآی متفاوتی برآی اندازه گیری بزرگآی زلزله وجود دارد. اولین مقیاس بزرگا، توسط چارلز ریشتر در سال 1935 برآی زلزله هآی جنوب كالیفرنیا تعریف شد كه بزرگآی محلی یا ML  نامیده می�شود. علاوه بر مقیاس ریشتر، مقیاسهای مختلف دیگری نیز وجود دارند که هر کدام کاربردهای خاص خود را در مهندسی زلزله و زلزله شناسی ایفا می�کنند. هر زلزله فقط و فقط یک بزرگا دارد و بزرگا با فاصله از محل وقوع زلزله تغییر نمی�یابد.

ذکر این نکته ضروری است که بزرگای زلزله، بتنهایی نمی�تواند معیاری برای سنجش میزان خرابی در زلزله باشد. همانطور که گفته شد، بزرگای زلزله فقط بر اساس میزان انرژی آزاد شده در زلزله محاسبه می�گردد و عمق و یا سایر پارامتر�ها در محاسبه آن دخیل نمی�باشد. از این رو دو زلزله با بزرگاهای یکسان ولی عمقهای متفاوت میزان خرابیهای متفاوتی را ببار می�آورند. چرا که با عمیقتر شدن کانون زلزله، امواج لرزه ای فاصله بیشتری را تا سطح زمین طی می�کنند که در این فاصله مقداری از انرژی آزاد شده کاهیده شده و از بین می�رود. در قسمت قبل بیان شد که زلزله های ایران، اغلب از نوع کم عمق می�باشند، لذا انتظار می�رود میزان خرابی و آسیب ناشی از این زلزله�ها بیشتر باشد.

منبع مطلب : www.vojoudi.com

مدیر محترم سایت www.vojoudi.com لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

چگونگی اندازه گیری زلزله

چگونگی اندازه گیری زلزله

تاریخچه ی ثبت و اندازه گیری زمین لرزه به سالیان بسیار دور برمی گردد. در سال 137 میلادی، در کشور چین، دانشمندان دستگاهی ساختند که امروزه ما آن را لرزه نما می نامیم. این لرزه نما شامل کوزه ای فلزی بود که در جهت های مختلف آن، گوی های فلزی در دهان چند اژدها قرار داده شده بود. هنگام وقوع زمین لرزه، برخی از این گوی ها که در امتداد جابجایی زلزله قرار داشتند، سقوط کرده و در دهان قورباغه های فلزی که در اطراف کوزه تعبیه شده بودند، می افتادند. بدین ترتیب، وقوع و جهت زمین لرزه برای دانشمندان مشخص می گردید.

اما امروزه به کمک دستگاه های حساسی به نام "لرزه نگار" می توان از فاصله ی چند کیلومتری، مشخصات زلزله را ثبت کرد(تصویر بالا). اساس ساختمان این دستگاه ها، وسیله ای است که به آن "لرزه سنج" می گویند. معمولاً لرزه سنج ها را در سه جهت عمود بر هم شمالی– جنوبی، شرقی–غربی و عمودی قرار داده تا لرزش زمین را در سه جهت ثبت کنند.

لرزه نگارها به ساعت های بسیار دقیقی مجهز هستند که قادرند ساعت وقوع زمین لرزه را با دقت بسیار بالایی ثبت کنند.

اما در اندازه گیری زمین لرزه از دستگاه دیگری نیز استفاده می شود که "شتاب نگار" نامیده می شود(تصویر بالا).

مهندسان ساختمان برای طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله، نیاز به شناخت حرکت های شدید زمین دارند که انتظار می رود در طول عمر مفید ساختمان رخ دهد. بهترین روش برای به دست آوردن این حرکات، ثبت شتاب حرکت زمین، در حین رویداد زمین لرزه است. دستگاهی که قادر به ثبت این شتاب هاست، شتاب نگار نامیده می شود. واحد سنجش شتاب ناشی از زمین لرزه، درصدی از شتاب ثقل زمین است.

مقیاس های اندازه گیری زلزله

بارها در هنگام وقوع  زلزله با مقیاسی به نام بزرگی (ریشتر) روبرو شده ایم. اما شاید مقیاس دیگری را نیز به نام شدت (مرکالی) شنیده باشیم. این دو مقیاس، مهم ترین مقیاس های اندازه گیری زمین لرزه هستند که قدرت یک زمین لرزه را از دو جنبه به شرح ذیل بیان می کنند:

1- بزرگی زمین لرزه

رابطه ی ریاضی مقیاس ریشتر، لگاریتمی است، یعنی افزایش یک واحد در مقیاس ریشتر، نشان دهنده ی افزایش ده واحدی در دامنه ی موج است. به عبارتی، دامنه ی موج زمین لرزه ی 7 ریشتری، 10 برابر یک زمین لرزه ی 6 ریشتری است.

توسط دانشمندان زلزله شناس، روابط ریاضی بین بزرگی و انرژی زمین لرزه برقرار گردیده است و نکته ی مهم این است که بر اساس این روابط، با افزایش یک واحد در بزرگی زمین لرزه، انرژی آن حدود 32 برابر می شود.

برخی مواقع مشاهده می شود که مقادیر بزرگی گزارش شده به وسیله ی مراکز تحقیقاتی مختلف با یکدیگر متفاوت است. این امر به چند دلیل می تواند رخ دهد که از آن جمله می توان به برآورد ابتدایی بزرگی یک زمین لرزه به وسیله ی داده های تعداد معدودی ایستگاه لرزه نگاری اشاره کرد. معمولاً وقتی داده های بیشتری از ایستگاه های مختلف به مراکز محاسبه ی بزرگی می رسد، عدد اولیه ی بزرگی زمین لرزه تغییر می کند. ضمناً زلزله شناسان از روش های مختلفی برای محاسبه ی بزرگی استفاده می کنند که مقداری اختلاف در حدود 3/0 ± در برآوردهایشان قابل پیش بینی است.

2- شدت زمین لرزه

 معمولاً این مقیاس را با نمادهای رومی نشان می دهند و دارای 12 درجه ی مختلف به شرح زیر است:

1- شدت (I): لرزشی احساس نمی شود و تنها دستگاه های حساس لرزه نگار اقدام به ثبت زلزله می نمایند.

2- شدت (II): شخص در حال استراحت یا در طبقات بالای ساختمان لرزش را احساس می کند.

3- شدت (III): لرزش در داخل ساختمان احساس می شود و اشیای آویزان مثل لوستر تکان می خورند. ارتعاشی شبیه به گذر کامیون های سبک دارد.

4- شدت (VI): اشیای آویزان تاب می خورند. ارتعاشی شبیه به گذر کامیون های سنگین دارد. درها و پنجره ها به صدا در می آیند.

5- شدت شدت (V): لرزش در خارج ساختمان احساس می شود و جهت آن، قابل برآورد است. افراد از خواب بیدار می شوند. مایعات به حرکت در می آیند و برخی از آنها به خارج از ظروف می ریزند. اشیاء ناپایدار کوچک جابجا یا واژگون می شوند. درها تکان می خورند و باز و بسته می شوند.

6- شدت (VI):  همه ی مردم لرزش را احساس می کنند. بسیاری وحشت کرده و از ساختمان ها خارج می شوند. مبل ها جابجا یا واژگون می شوند. درختان و بوته ها تکان می خورند. گچ ها و پوشش های دیوار ترَک بر می دارند. آسیب به ساختمان ها اندک است.

7- شدت (VII): ایستادن مشکل می شود. رانندگان در وسایل نقلیه نیز لرزش را احساس می کنند. اشیای آویزان شدیداً نوسان پیدا می کنند. بناهای غیر مقاوم آسیب می بینند.

8- شدت (IVII): هدایت وسایل نقلیه مشکل می شود. آسیب اندکی در ساختمان های خوب طراحی شده (مقاوم) مشاهده می شود. بناهایی که در مقابله با نیروی افقی زلزله طراحی نشده اند، آسیب دیده و بخشی از آنها فرو می ریزد.

9- شدت (XI): عموم مردم احساس وحشت می کنند. آسیب های جزئی در ساختمان های مهم که طراحی خاصی داشته اند (مانند بیمارستان ها، ایستگاه های آتش نشانی،...) ظاهر می شود، اما به ساختمان های معمولی مقاوم خسارات قابل توجهی وارد می شود و ساختمان های غیر مقاوم آسیب های بسیار شدیدی را می بینند. لوله های زیرزمینی می شکنند.

10- شدت (X): اغلب بناهای معمولی و پیش ساخته تخریب می شود. پل ها، سدها و خاک ریزها صدمه ی جدی می بینند. در زمین لغزش های بزرگ به وقوع می پیوندد.

11- شدت (IX): خطوط لوله ی زیرزمینی کاملاً آسیب دیده و از سرویس خارج می شوند. اغلب پل ها تخریب شده و تعداد کمی ساختمان باقی می ماند.

12- شدت (IIX): فاجعه به تمام معنا رخ می دهد و کمتر سازه ای می تواند چنین شدتی را تحمل نماید،یعنی تخریب و ویرانی کامل.

در جدول بالا، مقایسه ی تقریبی بین "بزرگی" و "شدت" یک زمین لرزه، و میزان انرژی آزاد شده از آن و تعداد این رویداد در سال نشان داده شده است. برای مشاهده ی تصویر جدول به صورت واضح و بزرگ، روی آن کلیک کنید.

زلزله را بهتر بشناسیم

آموزش کمک های اولیه - زمین لرزه

حیوانات و تشخیص وقوع زلزله

پیش از آن که زلزله اتفاق بیفتد...

امواج مرگ در سواحل غفلت (1) و  (2)

منبع مطلب : article.tebyan.net

مدیر محترم سایت article.tebyan.net لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

جواب کاربران در نظرات پایین سایت

مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.