Skala Richtera, Mercallego czy EMS-98? Która z nich najlepiej oddaje powagę sytuacji w chwili, gdy kulę ziemską przebiegają dreszcze?
Rozwój sejsmologii nie byłby możliwy, gdyby nie dało się klasyfikować trzęsień ziemi pod względem ich siły i spowodowanych zniszczeń. w mediach najczęściej słyszy się o skali Richtera, która powstała w 1935 roku a dzisiaj jest używana głównie przez dziennikarzy. Opiera się ona na pomiarze amplitudy drgań w czasie wstrząsu. Niewiele mówi jednak o zniszczeniach, które zależą od czterech głównych czynników:
- odległości od epicentrum,
- głębokości wystąpienia zjawiska
- rodzaju skał, w których doszło do wstrząsu (luźne czy twarde)
- mechanizmu, czyli sposobu i kierunku rozrywu skał oraz przesunięcia mas skalnych na uskoku
Dla przykładu: trzęsienie ziemi o sile np. 6 w skali Richtera może spowodować niewielkie zniszczenia, jeśli wystąpiło z dala od terenów zabudowanych, albo ognisko leżało w głębszych warstwach skorupy ziemskiej. Gdyby jednak uskok znajdował się pod centrum miasta, na pewno wiele zabudowań by ucierpiało.
Dlatego w sejsmologii stosuje się skalę intensywności. W XX wieku przyjęto używanie dwunastostopniowej skali Mercallego (oryginalna – z 1887 r., zmodyfikowana w 1931), która opisuje zniszczenia na danym terenie spowodowane wstrząsami. Dla powyższego przykładu mieszkańców miasta bardziej interesowałby stopień w skali Mercallego w ich okolicy niż sama siła wstrząsu w epicentrum.
W roku 1998 Europejska Komisja Sejsmologiczna uchwaliła jako obowiązującą skalę intensywności o nazwie EMS-98 (European Macroseismic Scale). Bazuje ona na zmodyfikowanej skali Mercallego, jednak różni się od niej sposobem definicji poszczególnych stopni. Zmiany te wprowadzono, aby dostosować skalę do elementów występujących we współczesnym otoczeniu: np. trudno jest dziś odnosić intensywność do sposobu zachowania zwierząt pociągowych, a takie odniesienie występuje w skali Mercallego. Stopnie skal Mercallego i EMS-98 są współmierne, a tej pierwszej nadal używa się w wielu krajach, np. w Stanach Zjednoczonych. Skalę EMS-98 została opisana poniżej. w oficjalnej wersji poszczególne stopnie posiadają nazwy, jednakże nie istnieje ich oficjalne polskie tłumaczenie, a różne występujące tłumaczenia nie są ze sobą zgodne.
Skala intensywności EMS-98, wersja skrócona:
- Rejestrowane tylko przez aparaturę
- Drgania odczuwane przez pojedyncze osoby w spoczynku, na ogół na wyższych piętrach budowli
- Drgania odczuwane przez nieliczne osoby przebywające wewnątrz budynków. Osoby w spoczynku mogą odczuwać kołysanie
- Drgania odczuwane przez nieliczne osoby na zewnątrz i przez większość osób znajdujących się wewnątrz budynków. Mogą drżeć szyby, poruszać się drzwi i okna, zakołysać się przedmioty wiszące
- Drgania zauważane przez wiele osób znajdujących się na zewnątrz. Wewnątrz pomieszczeń odczuwane powszechnie. Potrafi budzić śpiących. Budynki drżą, zawieszone przedmioty kołyszą się. Małe przedmioty mogą się przesunąć
- Odczuwane powszechnie. Meble przesuwają się, niektóre przedmioty spadają z półek. z budynków może odpadać tynk i mogą się pojawić zarysowania ścian
- Znaczne szkody w mieszkaniach wskutek spadania, przewracania i rozbijania się różnych przedmiotów. Lekkie uszkodzenia budynków: małe szczeliny w ścianach, odpadanie tynków, uszkodzenia kominów, pęknięcia ścian działowych.
- Wiele domów doznaje pęknięć ścian. Niektóre domy doznają poważnych uszkodzeń ścian, mogą się zawalić wieże i kominy a nawet stare, słabo konserwowane budowle. Niektóre osoby odczuwają trudności z zachowaniem równowagi
- Słabsze budowle ulegają całkowitemu zawaleniu. Silniejsze budynki doznają poważnych uszkodzeń i mogą się zawalić częściowo
- Większość budynków ulega zawaleniu. Nawierzchnie dróg, szyny kolejowe i mosty doznają uszkodzeń.
- Większość budynków ulega zawaleniu, w tym nawet niektóre o specjalnie mocnej konstrukcji. Zniszczeniu ulegają wały ziemne, rurociągi, szyny kolejowe, drogi. Mogą wystąpić zmiany topograficzne
- Wszystkie konstrukcje ulegają zniszczeniu. Dochodzi do zmian w topografii terenu, w szczególności w sieci wodnej, w tym także wodach podziemnych.
Tekst:
Grzegorz Lizurek
Źródło:
Wiejacz P., Lizurek G., Sejsmologia nauka nie zawsze rozumiana. Fizyka w Szkole nr 2, Warszawa, 2012