Μέτρηση σεισμικών εντάσεων με χρήση σεισμικών ζυγών

Το πρώτο εργαλείο μέτρησης που εφευρέθηκε για σεισμοί ήταν η κλίμακα σεισμικής έντασης. Πρόκειται για μια τραχεία αριθμητική κλίμακα για να περιγράψετε πόσο σοβαρός είναι ένας σεισμός στον τόπο όπου στέκεστε - πόσο κακό είναι "σε κλίμακα από 1 έως 10."

Δεν είναι δύσκολο να βρούμε ένα σύνολο περιγραφών για την ένταση 1 («θα μπορούσα να το δυσκολευτώ») και 10 ("Τα πάντα γύρω μου έπεσαν κάτω!") Και τις διαβαθμίσεις στο μεταξύ. Μια κλίμακα αυτού του είδους, όταν έχει γίνει προσεκτικά και εφαρμόζεται με συνέπεια, είναι χρήσιμη, αν και βασίζεται εξ ολοκλήρου σε περιγραφές, όχι σε μετρήσεις.

Ζυγοί μεγέθους σεισμού (η συνολική ενέργεια ενός σεισμού) ήρθε αργότερα, αποτέλεσμα πολλών προόδων σε σεισμόμετρα και δεκαετιών συλλογής δεδομένων. Ενώ το σεισμικό μέγεθος είναι ενδιαφέρον, η σεισμική ένταση είναι πιο σημαντική: αφορά τις ισχυρές κινήσεις που επηρεάζουν πραγματικά τους ανθρώπους και τα κτίρια. Οι χάρτες έντασης εκτιμώνται για πρακτικά πράγματα όπως ο πολεοδομικός σχεδιασμός, οι οικοδομικοί κώδικες και η αντίδραση έκτακτης ανάγκης.

Έχουν επινοηθεί δεκάδες κλίμακες σεισμικής έντασης. Το πρώτο που χρησιμοποιείται ευρέως έγινε από τους Michele de Rossi και Francois Forel το 1883, και πριν οι σεισμογράφοι ήταν ευρέως διαδεδομένοι Κλίμακα Rossi-Forel ήταν το καλύτερο επιστημονικό εργαλείο που είχαμε. Χρησιμοποιούσε ρωμαϊκούς αριθμούς, από την ένταση Ι έως το Χ.

Στην Ιαπωνία, ο Fusakichi Omori ανέπτυξε μια κλίμακα βασισμένη στους τύπους δομών εκεί, όπως πέτρινα φανάρια και βουδιστικούς ναούς. Η κλίμακα Omori επτά σημείων παραμένει υπό την επίσημη κλίμακα σεισμικής έντασης της Ιαπωνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας. Άλλες κλίμακες τέθηκαν σε χρήση σε πολλές άλλες χώρες.

Στην Ιταλία, μια κλίμακα έντασης 10 σημείων που αναπτύχθηκε το 1902 από τον Giuseppe Mercalli προσαρμόστηκε από μια σειρά ανθρώπων. Όταν Η. Ο. Ο Wood και ο Frank Neumann μεταφράζουν μια έκδοση στα αγγλικά το 1931, την ονόμασαν τροποποιημένη κλίμακα Mercalli. Αυτό είναι το αμερικανικό πρότυπο από τότε.

ο Τροποποιημένη κλίμακα Mercalli αποτελείται από περιγραφές που κυμαίνονται από το αβλαβές ("Ι. Δεν αισθάνθηκε μόνο με πολύ λίγες ") στο τρομακτικό (" XII. Συνολική ζημιά... Αντικείμενα που ρίχνονται προς τα πάνω στον αέρα "). Περιλαμβάνει τη συμπεριφορά των ανθρώπων, τις απαντήσεις των σπιτιών και τα μεγαλύτερα κτίρια και τα φυσικά φαινόμενα.

Για παράδειγμα, οι απαντήσεις των ανθρώπων κυμαίνονται από την αίσθηση της γήινης κίνησης σε ένταση Ι σε όλους που τρέχουν σε εξωτερικούς χώρους στην ένταση VII, την ίδια ένταση με την οποία οι καμινάδες αρχίζουν να σπάνε. Στην ένταση VIII, η άμμος και η λάσπη εκτοξεύονται από το έδαφος και τα βαριά έπιπλα ανατρέπονται.

Η μετατροπή των ανθρώπινων αναφορών σε συνεπείς χάρτες συμβαίνει σε απευθείας σύνδεση σήμερα, αλλά ήταν αρκετά επίπονη. Κατά τη διάρκεια του σεισμού, οι επιστήμονες συνέλεξαν τις αναφορές έντασης όσο πιο γρήγορα μπορούσαν. Οι υπεύθυνοι ταχυδρομείων στις Ηνωμένες Πολιτείες απέστειλαν στην κυβέρνηση έκθεση κάθε φορά που έπληξε σεισμό. Οι ιδιώτες και οι τοπικοί γεωλόγοι έκαναν το ίδιο.

Εάν είστε σε ετοιμότητα σεισμού, σκεφτείτε να μάθετε περισσότερα για το τι κάνουν οι ερευνητές του σεισμού κάνοντας λήψη του επίσημο εγχειρίδιο πεδίου. Με αυτές τις αναφορές, οι ερευνητές της Γεωλογικής Έρευνας των Η.Π.Α. εμπειρογνώμονες μάρτυρες, όπως οικοδόμοι και επιθεωρητές, για να τους βοηθήσει να χαρτογραφήσουν ισοδύναμες ζώνες ένταση. Τελικά, ολοκληρώθηκε και δημοσιεύθηκε ένας χάρτης περιγράμματος που απεικονίζει τις ζώνες έντασης.

Ένας χάρτης έντασης μπορεί να δείξει κάποια χρήσιμα πράγματα. Μπορεί να οριοθετήσει το σφάλμα που προκάλεσε τον σεισμό. Μπορεί επίσης να δείξει περιοχές με ασυνήθιστα ισχυρή ανακίνηση μακριά από το σφάλμα. Αυτές οι περιοχές "κακής γης" είναι σημαντικές όταν πρόκειται για την τοποθέτηση ζωνών, για παράδειγμα, για τον σχεδιασμό καταστροφών ή για τη λήψη αποφάσεων για το πού να κατευθυνθούν αυτοκινητόδρομοι και άλλες υποδομές.

Το 1992, μια ευρωπαϊκή επιτροπή θέλησε να βελτιώσει την κλίμακα σεισμικής έντασης υπό το πρίσμα των νέων γνώσεων. Συγκεκριμένα, μάθαμε πολλά για το πώς αποκρίνονται τα διαφορετικά είδη κτιρίων σε κούνημα, μπορούμε να τα αντιμετωπίσουμε σαν ερασιτεχνικούς σεισμογράφους.

Το 1995, η ευρωπαϊκή κλίμακα μακροζωϊσμού (EMS) υιοθετήθηκε ευρέως σε ολόκληρη την Ευρώπη. Έχει 12 βαθμούς, το ίδιο με την κλίμακα Mercalli, αλλά είναι πολύ πιο λεπτομερές και ακριβές. Περιλαμβάνει για παράδειγμα πολλές εικόνες κατεστραμμένων κτιρίων.

Μια άλλη πρόοδος ήταν να μπορέσουμε να αναθέσουμε σκληρότερους αριθμούς σε εντάσεις. Το ΕΝΣ περιλαμβάνει συγκεκριμένες τιμές επιτάχυνσης εδάφους για κάθε τάξη έντασης. (Το ίδιο συμβαίνει και με την τελευταία ιαπωνική κλίμακα.) Η νέα κλίμακα δεν μπορεί να διδαχθεί σε μία εργαστηριακή άσκηση, όπως ο τρόπος με τον οποίο διδάσκεται η κλίμακα Mercalli στις Ηνωμένες Πολιτείες. Αλλά εκείνοι που το κυριαρχούν θα είναι το καλύτερο στον κόσμο στην εξαγωγή των καλών δεδομένων από τα ερείπια και τη σύγχυση των επακόλουθων σεισμών.

Η μελέτη των σεισμών γίνεται πιο εξελιγμένη κάθε χρόνο και χάρη σε αυτές τις προόδους οι παλαιότερες μέθοδοι έρευνας λειτουργούν καλύτερα από ποτέ. Τα ωραία μηχανήματα και τα καθαρά δεδομένα κάνουν για καλή θεμελιώδη επιστήμη.

Αλλά ένα μεγάλο πρακτικό όφελος είναι ότι μπορούμε να βαθμονομήσουμε κάθε είδους σεισμικές βλάβες κατά του σεισμογράφου. Τώρα μπορούμε να εξαγάγουμε καλά δεδομένα από τα ανθρώπινα αρχεία όπου και πότε δεν υπάρχουν σεισμομετρητές. Οι εντάσεις μπορούν να εκτιμηθούν για σεισμούς καθ 'όλη τη διάρκεια της ιστορίας, χρησιμοποιώντας παλιά αρχεία όπως ημερολόγια και εφημερίδες.

Η Γη είναι μια αργή κίνηση και σε πολλά μέρη ο τυπικός κύκλος σεισμού διαρκεί αιώνες. Δεν έχουμε αιώνες να περιμένουμε, οπότε η εξαγωγή αξιόπιστων πληροφοριών για το παρελθόν είναι πολύτιμη εργασία. Τα αρχαία ανθρώπινα αρχεία είναι πολύ καλύτερα από τίποτα, και μερικές φορές αυτό που μαθαίνουμε για προηγούμενα σεισμικά γεγονότα είναι σχεδόν εξίσου καλός με τη χρήση σεισμογράφων εκεί.