بعدما بات الزلزال حديث الساعة.. ما هو مقياس “ريختر” وكيف تقاس شدة الزلازل؟

وطن– باتت الزلازل الشغلَ الشاغل للعالم مع الكوارث المتتالية التي خلّفتها في كلٍّ من تركيا وسوريا، واحتمال وقوعها في بلدان أخرى كمصر ولبنان.

ومع المخاوف التي انتابت الملايين خلال الأسبوعين الماضيين، بدأت التساؤلات تتوارد حول قوة الزلازل التى يمكن الشعور بها ومقياس “ريختر” الذى يقاس به قوة الزلزال.

مقياس ريختر

ومقياس ريختر المعروف علمياً باسم (M L) هو مقياس كميّ لـحجم الزلزال ابتكره عالمَا الزلازل الأمريكيان “تشارلز ف. ريختر” و”بينو جوتنبرج” عام 1935. ويتم بواسطته تحديد حجم الزلزال باستخدام لوغاريتم اتساع (ارتفاع) أكبر موجة زلزالية بواسطة أجهاز قياس الزلازل.

وعلى الرغم من أن الممارسة العلمية الحديثة قد استبدلت مقياس “ريختر” الأصلي بمقاييس أخرى أكثر دقة، فإن مقياس ريختر لا يزال يُذكَر خطأً في التقارير الإخبارية عن شدة الزلزال، باعتباره الاسم الشامل للمقياس اللوغاريتمي الذي تُقاس به الزلازل، بحسب تقرير لموقع britannica.

وأضاف التقرير الذي كتبه “John P. Rafferty”، وترجمت “وطن” مقتطفات منه، أن تصميم مقياس ريختر تم في الأصل لقياس حجم الزلازل ذات الحجم المتوسط، أي من 3 إلى 7 درجات.

ومن خلال تحديد رقم يسمح بمقارنة حجم زلزال بآخر. تم تطوير المقياس للزلازل التي حدثت في جنوب كاليفورنيا، والتي تم تسجيلها باستخدام جهاز قياس الزلازل Wood-Anderson، والتي كانت مراكزها أقل من 600 كيلومتر (373 ميلاً) من موقع جهاز قياس الزلازل.

ومع ذلك يمكن معايرة أجهزة قياس الزلازل الحالية لحساب مقادير ريختر، وقد تم تطوير طرق حديثة لقياس حجم الزلزال لإنتاج نتائج لا تزال متسقة مع تلك التي تم قياسها باستخدام مقياس ريختر.

كيفية اعتماد مقياس ريختر؟

ولكن ما كيفية اعتماد مقياس ريختر على الاهتزاز لتتبع هزات الأرض لوغاريتميًا، يقول التقرير إن قيم الزلازل الأصغر التي يمكن قياسها في ذلك الوقت على مقياس ريختر الأصلي تم تعيينها قريبة من الصفر على جهاز قياس الزلازل في تلك الفترة.

ونظرًا لأن أجهزة قياس الزلازل الحديثة يمكنها اكتشاف موجات زلزالية أصغر حتى من الموجات المختارة أصلاً بقيمة صفر، فمن الممكن قياس الزلازل التي لها مقادير سلبية على مقياس ريختر.

وتمثل كل زيادة بمقدار وحدة واحدة على المقياس زيادةً مقدارها عشرة أضعاف في حجم الزلزال. بمعنًى آخر، تتناسب الأرقام على مقياس ريختر مع اللوغاريتمات المشتركة “الأساس 10” لاتساع الموجة القصوى.

وتمثل كل زيادة لوحدة واحدة أيضًا إطلاق نحو 31 مرة من الطاقة من ذلك الذي يمثله العدد الصحيح السابق على المقياس. أي إن زلزالًا قوته 5.0 يطلق طاقة 31 مرة أكثر من زلزال قوته 4.0.

لا يوجد حد أعلى لمقياس ريختر

ولفت التقرير إلى أنه من الناحية النظرية لا يوجد حد أعلى لمقياس ريختر، ولكن من الناحية العملية، لم يتمّ تسجيل أي زلزال على المقياس الذي يزيد عن 8.6 درجات. كانت هذه هي قوة ريختر بالنسبة لزلزال تشيلي عام 1960، وبلغت قوة اللحظة لهذا الحدث 9.5 درجات.

وبالنسبة للزلازل التي بلغت قوتها 6.5 درجات أو أكثر، فقد ثبت أن منهجية ريختر الأصلية غير موثوقة. تعتمد حسابات الحجم على الزلزال المحلي، وكذلك على استخدام نوع معين من أجهزة قياس الزلازل.

بالإضافة إلى ذلك -وفق التقرير- لا يمكن استخدام مقياس ريختر لحساب إجمالي الطاقة المنبعثة من الزلزال أو وصف مقدار الضرر الذي أحدثه، بسبب القيود التي تفرضها أجهزة قياس الزلازل والتركيز على قياس سعة ذروة واحدة.

ويقلل مقياس ريختر من تقدير الطاقة المنبعثة في الزلازل بمقادير أكبر من 6.5، نظرًا لأن القيم المحسوبة بعد قياس الموجات الزلزالية الكبيرة جدًا تميل إلى التجمع أو “التشبع”، بالقرب من بعضها.

موازين ريختر المعدّلة

وأدت أوجه القصور المتأصلة في مقياس ريختر الأصلي إلى تطوير موازين ريختر المحسنة بواسطة ريختر وجوتنبرج. في العقود التي أعقبت إنشاء مقياس ريختر الأصلي، إذ طوروا مقياس حجم موجة الجسم m b، الذي يحسب حجم الموجات الزلزالية الأولية، أو P، والثانوية، أو S، التي تنتقل داخل الأرض ومقياس حجم الموجة السطحية M S.

وعلى الرغم من أن كلا المقياسين استمرّ استخدامهما في أجهزة قياس الزلازل واتساع موجات الذروة، فقد أصبحا طرقًا موثوقة نسبيًا لحساب طاقة جميع الزلازل باستثناء أكبرها.

ولم يكن لمقياس حجم الموجة السطحية أي قيود على المسافة بين مركز الزلزال وموقع جهاز قياس الزلازل، واعتبر مقياس حجم موجة الجسم بمدًى يبلغ نحو 1000 كيلومتر 620 ميلاً، دقيقًا بدرجة كافية لقياس عدد قليل من الزلازل الصغيرة نسبيًا التي حدثت في شرق أمريكا الشمالية. ومع ذلك، عانى كلا المقياسين من التشبع عند استخدامه لقياس الزلازل التي بلغت قوتها 8 وما فوق.

مقياس حجم اللحظة

وتناول التقرير ما سمي بمقياس مقدار العزم MW أو M الذي تم تطويره أواخر السبعينيات من قبل عالم الزلازل الياباني “هيرو كاناموري”، وعالم الزلازل الأمريكي Thomas C. Hanks.

وأصبح هذا المقياس الأكثر شيوعًا لمقدار الزلازل في جميع أنحاء العالم خلال أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين. وتم تصميمه لإنتاج مقياس أكثر دقة للطاقة الكلية المنبعثة من الزلزال.

وتم الاستغناء عن استخدام سعة ذروة الموجة في حساباته، وركز بدلاً من ذلك على حساب العزم الزلزالي للزلزال M 0، أي إزاحة الصدع عبر سطحه بالكامل مضروبة في القوة المستخدمة لتحريك الصدع. نظرًا لأن مقياس القوة اللحظية لم يكن مقيدًا بعملية ريختر، فقد تجنب مشكلة التشبع وبالتالي تم استخدامه لتحديد حجم أكبر الزلازل.

ومع ذلك، تستمر حسابات حجم العزم في التعبير عن حجم الزلزال باستخدام مقياس لوغاريتمي، مما يسمح بمقارنة نتائجها بشكل إيجابي مع تلك الموجودة في المقاييس الأخرى التي تقل عن الحجم 8.