SKALE TRZĘSIEŃ ZIEMI

Mimo ogromnego rozwoju sejsmologii ocena wielkich trzęsień ziemi w dalszym ciągu nastręcza poważne trudności. Natomiast dla małych i średnich trzęsień ziemi zarówno magnituda jak i przyśpieszenie gruntu określane są z dużą dokładnością i energia obliczana na ich podstawie odpowiada rzeczywistej energii wyzwolonej podczas trzęsienia ziemi. Przy wielkich trzęsieniach ziemi w obliczeniach energii pojawiają się spore różnice. Rozbieżności te wynikają z tego, że przy wielkich trzęsieniach ziemi, które zachodzą na uskokach ciągnących się setki kilometrów, ognisko trzęsienia ziemi ma duże rozmiary. Przy takich trzęsieniach ziemi punkt emitujący fale sejsmiczne przemieszcza się wzdłuż uskoku. W rezultacie powstaje wiele fal sejsmicznych, które nakładają się na siebie, co powoduje ich zniekształcenie. Niejednorodności geologiczne na drodze rozchodzenia się fal sejsmicznych również zmieniają ich amplitudę. Ruchy gruntu zależne są od różnych szczegółów procesu pękania skał takich jak prędkość, z którą pęknięcie rozchodzi się po powierzchni uskoku, siła tarcia czy też spadek naprężeń w poprzek uskoku.

Przyśpieszenie gruntu w szczególnych przypadkach może zależeć od topografii terenu objętego trzęsieniem ziemi. Na przykład podczas trzęsienia ziemi w 1971 roku o magnitudzie 6,5 w San Fernando, w pobliżu Los Angeles, zmierzone przyspieszenie gruntu wynosiło 15 m/s². Akcelerometry mierzące przyspieszenie były zainstalowane na stromych ścianach skalnych w pobliżu zapory. Sejsmolodzy uważają, że pomiar ten był o około 50 procent „przekłamany” na skutek wzmocnienia drgań spowodowanego odbiciem fal od ścian skalnych.

Dla wielkich trzęsień ziemi magnituda obliczona z amplitudy wychyleń gruntu nie zawsze, odpowiada rzeczywistej wielkości trzęsienia. Celem udokładnienia oceny największych trzęsień ziemi w ostatnich latach Hiroo Kanamori, w USA, opracował nową skalę magnitud, opartą na momencie sejsmicznym. Moment sejsmiczny jest wielkością, która uwzględnia indywidualne cechy terenu takie jak średni poślizg uskoku, powierzchnia pęknięcia i twardość uskoku, na którym wystąpiło ognisko trzęsienia ziemi. Nowa skala rozszerza dotychczasową skalę magnitud w taki sposób, że można dokładniej różnicować największe trzęsienia ziemi.

W poprzednim stuleciu zarejestrowano 55 trzęsień ziemi o magnitudach od 8 do 8,7 i nie zarejestrowano ani jednego trzęsienia o większej magnitudzie. Przeanalizowanie oceny tych trzęsień ziemi z uwzględnieniem momentu sejsmicznego wprowadza większe zróżnicowanie ich wielkości. Na przykład trzęsienie ziemi w San Francisco w 1906 roku miało magnitudę 8,3, a magnituda trzęsienia ziemi na Alasce w 1964 roku wynosiła 8,4. Mimo podobnych magnitud moment sejsmiczny trzęsienia ziemi na Alasce był 100 razy większy niż w San Francisco. Według skali Kanamori magnitudę trzęsienia ziemi w San Francisco, należy obniżyć do 7,9, a na Alasce podwyższyć do 9,2. Najsilniejsze trzęsienie ziemi w 1960 roku w Chile ma magnitudę opartą na momencie sejsmicznym równą 9,5.

Wprowadzenie momentu sejsmicznego nie tylko udoskonala skalę do oceny silnych trzęsień ziemi, lecz również będzie miało swą wartość przy wyborze nowych terenów przeznaczonych do zabudowy.

W Związku Radzieckim szeroko stosowana jest skala energetyczna. Według tej skali, przyjętej w 1952 roku, trzęsienia ziemi podzielone są na 12 klas, w zależności od wielkości wyzwalanej energii. Dodatkowo, w odniesieniu do trzęsień ziemi, których ogniska znajdują się w skorupie ziemskiej, tzn. do trzęsień płytkich, stosowany jest podział na 5 grup.

W latach trzydziestych naszego stulecia podjęto program rejonizacji sejsmicznej obszarów ZSRR. Ustalono rozmieszczenie stref sejsmicznych i ich rozmiary. W 1950 roku ukazała się mapa rejonizacji sejsmicznej ZSRR, na której wyodrębniono obszary różniące się aktywnością sejsmiczną z zaznaczeniem stopni trzęsień ziemi, które na tych obszarach mogą występować. Obecnie uaktualnia się mapę sejsmicznych rejonów Związku Radzieckiego oraz prowadzone są intensywne prace nad mikrorejonizacją sejsmiczną.

W Japonii stosowana jest siedmiostopniowa skala JM A (Japońska Agencja Meteorologiczna), opracowana w 1950 roku.