Mätning av jordbävningsintensiteter med hjälp av seismiska skalor

Det första mätverktyget uppfunnet för jordbävningar var den seismiska intensitetsskalan. Detta är en grov numerisk skala för att beskriva hur allvarlig en jordbävning är på den plats där du står - hur illa det är "i en skala från 1 till 10."

Det är inte svårt att komma med en uppsättning beskrivningar för intensitet 1 ("Jag kunde knappt känna det") och 10 ("Allt runt mig föll ner!") Och graderingarna emellan. En sådan skala, när den är noggrant gjord och konsekvent tillämpad, är användbar även om den helt baseras på beskrivningar, inte mätningar.

Våg med jordbävningens storlek (den totala energin från en jordbävning) kom senare, resultatet av många framsteg inom seismometrar och decennier av datainsamling. Medan seismisk storlek är intressant är seismisk intensitet viktigare: det handlar om de starka rörelser som faktiskt påverkar människor och byggnader. Intensitetskartan är uppskattad för praktiska saker som stadsplanering, byggkoder och räddningsinsatser.

Dussintals skalor för seismisk intensitet har utformats. Den första som användes i stor utsträckning gjordes av Michele de Rossi och Francois Forel 1883, och innan seismograferna var utbredda

I Japan utvecklade Fusakichi Omori en skala baserad på de typer av strukturer där, såsom stenlyktor och buddhistiska tempel. Omori-skalan på sju punkter ligger fortfarande under den japanska meteorologiska byråns officiella seismiska intensitetsskala. Andra skalor kom till användning i många andra länder.

I Italien anpassades en 10-punkts intensitetsskala som utvecklades 1902 av Giuseppe Mercalli av en följd av människor. När H. O. Wood och Frank Neumann översatte en version till engelska 1931, de kallade det Modified Mercalli skalan. Det har varit den amerikanska standarden sedan dess.

De Modifierad Mercalli-skala består av beskrivningar som sträcker sig från de oskyldiga ("jag. Kändes inte förutom av mycket få ") till den skrämmande (" XII. Skada totalt... Föremål som kastas uppåt i luften "). Det inkluderar människors beteende, svar från hus och större byggnader och naturfenomen.

Till exempel varierar människors svar från knappt att känna markrörelse på intensitet I till alla som springer utomhus med intensitet VII, samma intensitet som skorstenar börjar bryta. Vid intensitet VIII kastas sand och lera ut från marken och tunga möbler välter.

Att förvandla mänskliga rapporter till konsekventa kartor händer online idag, men det brukade vara ganska mödosamt. Under en jordbävning, samlade forskare intensitetsrapporter så fort de kunde. Postmasters i USA skickade en rapport varje gång varje jordbävning inträffade. Privata medborgare och lokala geologer gjorde samma sak.

Om du är i beredskap på jordbävningen kan du överväga att lära dig mer om vad jordbävningsutredare gör genom att ladda ner deras officiell fältmanual. Med dessa rapporter i hand intervjuade sedan utredare från U.S. Geological Survey andra expertvittnen, som byggnadsingenjörer och inspektörer, för att hjälpa dem att kartlägga motsvarande zoner intensitet. Så småningom slutfördes en konturkarta som visar intensitetszonerna och publicerades.

En intensitetskarta kan visa några användbara saker. Det kan avgränsa felet som orsakade jordbävningen. Det kan också visa områden med ovanligt stark skakning långt ifrån felet. Dessa områden med "dålig mark" är viktiga när det gäller zonering, till exempel, eller katastrofplanering eller besluta var man ska dirigera motorvägar och annan infrastruktur.

1992 inrättade en europeisk kommitté för att förfina den seismiska intensitetsskalan mot bakgrund av ny kunskap. I synnerhet har vi lärt oss mycket om hur olika typer av byggnader svarar på skakningar - i själva verket kan vi behandla dem som amatörseismografer.

1995 antogs den europeiska makroseismiska skalan (EMS) i hela Europa. Den har 12 poäng, samma som Mercalli-skalan, men den är mycket mer detaljerad och exakt. Den innehåller till exempel många bilder av skadade byggnader.

Ett annat framsteg var att kunna tilldela hårdare nummer till intensiteter. EMS innehåller specifika värden på markacceleration för varje intensitetsrankning. (Det gör även den senaste japanska skalan.) Den nya skalan kan inte undervisas i en enda laborationsövning, som Mercalli-skalan lärs ut i USA. Men de som behärskar det kommer att vara de bästa i världen på att hämta ut goda data från spillror och förvirring av en jordbävningens efterdyningar.

Studiet av jordbävningar blir mer sofistikerat varje år, och tack vare dessa framsteg fungerar de äldsta forskningsmetoderna bättre än någonsin. De fina maskinerna och rena data ger god grundläggande vetenskap.

Men en stor praktisk fördel är att vi kan kalibrera alla typer av jordbävningsskador mot seismografen. Nu kan vi extrahera bra data från mänskliga register där - och när - det inte finns några seismometrar. Intensiteter kan uppskattas för jordbävningar hela vägen genom historien, med gamla journaler som dagböcker och tidningar.

Jorden är en långsam rörelse, och på många ställen tar den typiska jordbävningscykeln århundraden. Vi har inte århundraden att vänta, så att få tillförlitlig information om det förflutna är en värdefull uppgift. Forntida mänskliga register är mycket bättre än ingenting, och ibland är det vi lär oss om tidigare seismiska händelser nästan lika bra som att ha seismografer där.