Richterova stupnica je číselná stupnica, ktorá sa používa na určenie sily (alebo magnitúdy) zemetrasení. Charles Richter vyvinul Richterovu stupnicu v roku 1935. Pôvodne bola navrhnutá tak, aby fungovala na základe amplitúdy záznamu na špecifickom type seizmometra (Wood–Andersonov torsný seismometer) meranom vo vzdialenosti 100 km (62 míľ) od epicentra zemetrasenia. Pri výpočte sa zohľadňuje aj korekcia na vzdialenosť od epicentra, pretože amplitúda v zázname klesá so vzdialenosťou.

Ako Richterova stupnica funguje

Richterova stupnica je logaritmická. To znamená, že každé zvýšenie o 1 stupeň predstavuje desaťnásobné zvýšenie amplitúdy zemetrasenia zaznamenanej na seizmograme. Prakticky sa lokálna magnitúda (označovaná ML alebo bežne „Richterova magnitúda“) určuje z maximálnej amplitúdy A (v mm) podľa empirickej korekcie na vzdialenosť. Technicky sa to zapisuje približne ako:

ML = log10(A) − log10(A0(Δ)),

kde A je zmeraný maximálny pohyb a A0(Δ) je experimentálne určená funkcia závislá od vzdialenosti Δ. V praxi to znamená, že dve zemetrasenia s rovnakou magnitúdou uvoľnia amplitúdy so vzájomným pomerom 10:1 na seizmografe pri rovnakej vzdialenosti a typu prístroja.

Amplitúda versus uvoľnená energia

Hoci amplitúda rastie desaťnásobne pri zvýšení o 1 stupeň, uvoľnená energia rastie výrazne viac. Energia uvoľnená pri zemetrasení približne rastie podľa faktora 10^(1.5·ΔM), takže pri zvýšení magnitúdy o 1 sa energia zvyšuje približne 31,6-krát (bežne zaokrúhlene uvádzané ≈ 32-krát). Preto malé rozdiely v magnitúde znamenajú veľké rozdiely v uvoľnenej energii a možnom poškodení.

Obmedzenia a moderné stupnice

V praxi sa pri veľmi silných zemetraseniach (typicky nad ~7) často používa momentová magnitúda (Mw), ktorá vychádza z fyzikálnej veličiny nazývanej seizmický moment (závisí od plošky zlomu, posunu a tuhosti horniny). Momentová magnitúda je fyzikálne konzistentnejšia a nezasychá (nezjednodušuje sa) pri veľkých udalostiach, na rozdiel od niektorých starších stupníc, ktoré môžu pri veľkých seizmických udalostiach „sýtiť“ (saturate). Okrem toho sa v historických alebo špecifických situáciách používajú ďalšie stupnice, napr. povrchová magnitúda (Ms) alebo telesová magnitúda (mb).

Typické prejavy podľa magnitúdy

  • ≤ 2,0 – takmer vôbec nepociťované ľuďmi.
  • 2,0–3,9 – zvyčajne pociťované, ale zvyčajne nezpôsobujú škody.
  • 4,0–4,9 – často cítiť v oblastiach blízko epicentra; malé škody môžu nastať.
  • 5,0–5,9 – môže spôsobiť značné škody na zle postavených stavbách.
  • 6,0–6,9 – môže spôsobiť vážne škody v obývaných oblastiach.
  • 7,0–7,9 – veľké zemetrasenia, spôsobujú rozsiahle poškodenia.
  • ≥ 8,0 – extrémne silné zemetrasenia; rozsiahle deštrukcie a často aj tsunami.

Príklady a globálne pozorovania

Zemetrasenia s magnitúdou 4,5 a viac na Richterovej stupnici sa vyskytujú po celom svete relatívne často. Najväčšie zaznamenané zemetrasenie v histórii bolo veľké zemetrasenie v Čile z roku 1960 s magnitúdou 9,5 podľa tej doby používaných odhadov; vyžiadalo si približne 6 000 obetí a spôsobilo rozsiahle škody aj v ďalekých oblastiach v dôsledku tsunami. Žiadne zemetrasenie dosiaľ nedosiahlo magnitúdu 10+ na klasickej Richterovej stupnici.

Ako sa zemetrasenia merajú dnes

Seizmometre (moderné triaxiálne širokopásmové prístroje) snímajú pohyby zeme v rôznych smeroch a frekvenčných pásmach. Záznamy sú digitalizované a analýzou sa určuje rôzne typy magnitúdy (ML, Mw, Ms, mb). Národné a medzinárodné seizmologické služby (napr. Úrad pre geologické štúdie U.S. Geological Survey) poskytujú rýchle odhady polohy, hĺbky a magnitúdy – tieto odhady sa môžu v prvotných upozorneniach ešte upravovať pri príchode ďalších dát (Prevzaté z dokumentov U.S. Geological Survey).

Zhrnutie

Richterova stupnica bola dôležitým krokom v kvantifikácii sily zemetrasení a vo verejnom povedomí sa často stále označuje ako „Richterova magnitúda“. V modernej seizmológii sa však pre presné a fyzikálne porovnateľné hodnoty, najmä pri veľkých zemetraseniach, častejšie používa momentová magnitúda (Mw). Napriek tomu základný princíp Richterovej stupnice — logaritmická povaha a silný nárast uvoľnenej energie so zvyšujúcou sa magnitúdou — zostáva užitočným vysvetlením, prečo aj malé rozdiely v číslach predstavujú veľké rozdiely v účinkoch.