Κλίμακα Ρίχτερ

Η Κλίμακα Ρίχτερ είναι διαδεδομένη λογαριθμική κλίμακα μέτρησης της ενέργειας που εκλύεται κατά τη διάρκεια ενός σεισμού.

Ιστορικό

Τσαρλς Φράνσις Ρίχτερ, σε φωτογραφία του 1970.

Η κλίμακα Ρίχτερ αναπτύχθηκε το 1935, στη Νότια Καλιφόρνια των ΗΠΑ από τον Αμερικανό φυσικό και σεισμολόγο Τσαρλς Ρίχτερ (Charles Francis Richter)^[1] και τον Γερμανό Μπένο Γκούτενμπεργκ (Beno Gutenberg), και αρχικά μάλιστα αναφερόταν ως local magnitude scale ή ML ή M_L δηλαδή κλίμακα τοπικού μεγέθους.

Η κλίμακα αυτή, που φέρει προς τιμήν το όνομα του ενός των δημιουργών της, επινοήθηκε αρχικά για μέτρηση τοπικών σεισμών. Λόγω όμως της πρωτοτυπίας της, ορίσθηκε διεθνώς ως κλίμακα αναφοράς του μεγέθους όλων των σεισμών.

Μετά τη διεθνή καθιέρωση της κλίμακας, οι ίδιοι οι δημιουργοί της τη βελτίωσαν, ώστε να εξαλειφθούν οι περιορισμοί τόσο της απόστασης όσο και των τύπων των εν χρήσει σεισμογράφων. Δημιουργήθηκαν επίσης και νομογράμματα, με βάση τα οποία μπορεί να εξαχθεί απευθείας το μέγεθος ενός σεισμού με βάση ορισμένα χαρακτηριστικά του, όπως η χρονική διάρκεια και το πλάτος των δευτερευόντων σεισμικών κυμάτων.

Βασικές αρχές

Η κλίμακα Ρίχτερ είναι λογαριθμική. Αύξηση του μεγέθους του σεισμού κατά μία ακέραια μονάδα της κλίμακας αντιπροσωπεύει δεκαπλασιασμό του πλάτους των δονήσεων που καταγράφονται από ένα σεισμογράφο Wood-Anderson και 31,5 φορές μεγαλύτερη έκλυση ενέργειας, ενώ αύξηση 2 βαθμών αντιπροσωπεύει 1.000 φορές μεγαλύτερη έκλυση ενέργειας.^[2][3]

Ως «βαθμός 0» επελέγη συμβατικά η ασθενέστερη δόνηση που μπορούσε να καταγραφεί την εποχή που καθιερώθηκε η κλίμακα. Οι σύγχρονοι σεισμογράφοι καταγράφουν διαρκώς και ασθενέστερες δονήσεις από εκείνες που αρχικά είχαν επιλεγεί για να ορίσουν το «0» και οι οποίες ορίζονται με αρνητικές τιμές. Πρακτικώς, η ασθενέστερη δόνηση που μπορεί να υπάρξει είναι -2,0 Ρίχτερ, που ισοδυναμεί με το σπάσιμο μίας πέτρας, κάτι που σημαίνει, επίσης, ότι σεισμοί αυτού του μεγέθους προκαλούνται μόνιμα από μη γεωλογικές διεργασίες, όπως οδική κυκλοφορία, κατασκευαστικές εργασίες, μηχανήματα παραγωγής, καταιγίδες κ.λπ.

Επί του παρόντος, τα ανιχνεύσιμα βαρυτικά κύματα αντιστοιχούν σε μέγεθος -12 βαθμών της κλίμακας Ρίχτερ.

Γενικότερα, επίσης, μικροσεισμός ονομάζεται κάθε σεισμός μεγέθους κάτω από 2,0 βαθμούς της κλίμακας Ρίχτερ και τέτοιοι σεισμοί συμβαίνουν κατά αρκετά εκατομμύρια ετησίως.

Μία εμπειρική αντίληψη του βαθμού «1» της κλίμακας είναι η δόνηση που παράγεται από τη διέλευση ενός τρένου ή ενός ερπυστριοφόρου άρματος με μέση ταχύτητα σε άσφαλτο, ενώ βαθμός «2» είναι η δόνηση που αντιλαμβάνονται οι θεατές παρέλασης από διέλευση ίλης αρμάτων.

Παρά τα παραπάνω, στη σύγχρονη πρακτική χρησιμοποιείται ένα πιο σωστά θεμελιωμένο μέτρο για το μέγεθος του σεισμού, η «σεισμική ροπή», η οποία παρέχει πολύ πιο ομοιόμορφη κλίμακα για το σεισμικό γεγονός.

Μεγέθη σύμφωνα με την κλίμακα

Μέγεθος	Περιγραφή
< 0 R Μικροσεισμός	Δεν γίνεται αισθητός. Καταγράφεται μόνο από σεισμογράφους.
0 - 0,9 R Μικροσεισμός	Δεν γίνεται αισθητός. Καταγράφεται μόνο από σεισμογράφους.
1,0 - 1,9 R Μικροσεισμός	Δεν γίνεται αισθητός. Καταγράφεται μόνο από σεισμογράφους.
2,0 - 2,9 R Ασήμαντος	Σχεδόν πάντα μη αισθητός. Πιθανώς αισθητός από μερικούς ανθρώπους κοντά στο επίκεντρο.
3,0 - 3,9 R Πολύ Ασθενής	Αισθητός κοντά στο επίκεντρο, χωρίς ζημιές.
4,0 - 4,9 R Ασθενής	Αισθητός στο μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού σε τοπικό επίπεδο, με ελαφρές συνήθως ζημιές στο εσωτερικό των κτιρίων κοντά στο επίκεντρο, χωρίς θύματα. Απίθανο να υπάρξουν έστω και μέτριες ζημιές.
5,0 - 5,9 R Μέτριος	Αισθητός στο σύνολο του πληθυσμού σε τοπικό επίπεδο. Μέτριες έως σημαντικές ζημιές στα κτίρια ανεπαρκούς σχεδίασης σε ακτίνα 10 χιλιομέτρων από το επίκεντρο, πιθανώς και με κάποιες ανθρώπινες απώλειες. Συνήθως καμία έως ελαφρές ζημιές σε όλα τα άλλα κτίρια.
6,0 - 6,9 R Ισχυρός	Σοβαρές ζημιές σε ακτίνα 100 χιλιομέτρων από το επίκεντρο, ισχυρές έως βίαιες δονήσεις κοντά στο επίκεντρο. Μέτριες έως σοβαρές ζημιές στα κτίρια ανεπαρκούς σχεδίασης, ελάχιστες ζημιές στα ανθεκτικά και αντισεισμικά κτίρια. Ο ανθρώπινος απολογισμός κυμαίνεται συνήθως από μηδέν έως 25.000 θανάτους.
7,0 - 7,9 R Καταστροφικός	Μεγάλες καταστροφές και ανθρώπινες απώλειες, σε ακτίνα άνω των 100 χιλιομέτρων μακριά από το επίκεντρο. Σοβαρές ζημιές ή μερική κατάρρευση αρκετών κτιρίων, ολική κατάρρευση ορισμένων κτιρίων ανεπαρκούς σχεδίασης. Πιθανές ζημιές στα ανθεκτικά και αντισεισμικά κτίρια. Επίσης, αν το επίκεντρο είναι στη θάλασσα, πιθανότητα δημιουργίας τσουνάμι. Ο ανθρώπινος απολογισμός κυμαίνεται συνήθως από μηδέν έως 250.000 θανάτους.
8,0 - 8,9 R Εξαιρετικά Καταστροφικός	Εξαιρετικά μεγάλες καταστροφές και ανθρώπινες απώλειες, πολλές εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά από το επίκεντρο. Μέτριες έως βαρύτατες ζημιές στα ανθεκτικά και αντισεισμικά κτίρια, ολική κατάρρευση στα κτίρια ανεπαρκούς σχεδίασης. Πιθανώς ολική καταστροφή κοντά στο επίκεντρο. Εναλλακτικά, αν το επίκεντρο είναι στη θάλασσα, δημιουργία ισχυρών τσουνάμι. Ο ανθρώπινος απολογισμός κυμαίνεται συνήθως από 100 έως πολλές εκατοντάδες χιλιάδες θανάτους. Ωστόσο, ορισμένοι σεισμοί αυτού του μεγέθους δεν έχουν προκαλέσει θύματα.
9,0 - 9,9 R Ασύλληπτα Καταστροφικός	Τεράστιες καταστροφές και τεράστιες ανθρώπινες απώλειες, πολλές χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά από το επίκεντρο. Πιθανώς ακόμη και ολοκληρωτική καταστροφή της ζωής σε τοπικό επίπεδο, όλα τα κτίρια κοντά στο επίκεντρο καταρρέουν εντελώς. Εναλλακτικά, αν το επίκεντρο είναι στη θάλασσα, τεράστια τσουνάμι που θα πλήξουν όλες τις γύρω ηπείρους. Μεγάλη μετατόπιση στις τοπικές τεκτονικές πλάκες, αλλαγές στο τοπικό ανάγλυφο και στο σχήμα των ακτογραμμών και πιθανή μετατόπιση νησιών. Αλλαγή στην ταχύτητα περιστροφής και στην κλίση του άξονα της Γης. Ο ανθρώπινος απολογισμός κυμαίνεται συνήθως από 1.000 έως, δυνητικά, 1 εκατομμύριο θανάτους. Ελάχιστοι σεισμοί αυτού του μεγέθους έχουν καταγραφεί στην παγκόσμια ιστορία. Ο ισχυρότερος όλων, ήταν 9,5 R.
≥ 10,0 R Παγκόσμιος	Δεν υπάρχει τόσο μεγάλου μήκους ενιαίο σεισμογόνο ρήγμα στη Γη για να προκαλέσει κάτι τέτοιο. Μόνο από συμβάν πρόσκρουσης με αστεροειδή ή κομήτη μπορεί να συμβεί ή ειδικότερα για την τιμή «10 ακριβώς» αν έσπαζαν ταυτόχρονα 3 έως 5 διαδοχικά ρήγματα μεγάλου μήκους, κάτι εξαιρετικά απίθανο. Αν πάντως συνέβαινε, θα κατέστρεφε μία ολόκληρη ήπειρο, προκαλώντας δυνητικά έως και εκατομμύρια θανάτους, με ολοκληρωτική καταστροφή της ζωής και όλων των ανθρώπινων κατασκευών σε ακτίνα χιλιάδων χιλιομέτρων, και θα άλλαζε εντελώς το γεωγραφικό ανάγλυφο σε ολόκληρες χώρες. Επίσης, θα γινόταν αισθητός σε εξαιρετικά μεγάλες αποστάσεις, πιθανότατα σε όλο το ένα ημισφαίριο της Γης.

Μέγιστη δυνατή τιμή

Αν και η κλίμακα δεν έχει θεωρητικά ανώτατο όριο, οι 5 μεγαλύτεροι σεισμοί που έχουν καταγραφεί από το 1900 έως σήμερα (με πιο πρόσφατο, τον σεισμό 9,0 - 9,1 Ρίχτερ στο Σεντάι της Ιαπωνίας στις 11 Μαρτίου 2011), κυμάνθηκαν ανάμεσα στην τιμή 9 έως και 9,5 της κλίμακας.^[4] Μολονότι σε κάποια έργα επιστημονικής φαντασίας έχουν αποτυπωθεί και ακόμη μεγαλύτεροι, όπως στην τηλεταινία καταστροφής «10.5» του 2004, που δείχνει έναν υποθετικό σεισμό μεγέθους 10,5 Ρίχτερ, στην πραγματικότητα δεν υπάρχει τόσο μεγάλο σεισμογόνο ρήγμα στη Γη για να προκαλέσει κάτι τέτοιο.

Πρακτικώς, οι σεισμοί στη Γη δεν μπορούν να ξεπεράσουν την τιμή 9,5 της κλίμακας. Ο λόγος είναι ότι οι βράχοι δεν μπορούν να αντέξουν περισσότερη ενέργεια από το όριο θραύσης, χωρίς να σπάσουν. Επομένως, το ποσοτικό μέγεθος του σεισμού εξαρτάται αποκλειστικά από το μέγεθος των πετρωμάτων που υπέστησαν θραύση, δηλαδή πόσα χιλιόμετρα μήκος είχε το σεισμογόνο ρήγμα που δημιουργήθηκε, απελευθερώνοντας σεισμική ενέργεια κατά τη θραύση. Ο ισχυρότερος σεισμός που έχει καταγραφεί ποτέ, ήταν ο Μεγάλος σεισμός της Βαλδίβια στη Χιλή, στις 22 Μαΐου 1960, μεγέθους 9,5 R και προκλήθηκε από το μεγαλύτερο σε μήκος ενιαίο ρήγμα του πλανήτη, μήκους 1.500 χιλιομέτρων (σχεδόν 1.000 μιλίων), στο οποίο τα πετρώματα υπέστησαν διάρρηξη στο μεγαλύτερο μέρος τους^[5] κατά μήκος 1.000 χιλιομέτρων.^[6]

Για να συνέβαινε ένας σεισμός με τιμή άνω των 10 βαθμών στην κλίμακα, ο οποίος μάλιστα θα γινόταν αισθητός σε όλο το ένα ημισφαίριο της Γης ή ακόμα και σε όλη τη Γη, θα έπρεπε να υπάρχει ένα ρήγμα που να περιβάλλει ολόκληρο τον πλανήτη και φυσικά τέτοιο ρήγμα δεν υπάρχει.^[7] Θεωρητικά, σε ένα τέτοιο σενάριο, το ανώτατο όριο της κλίμακας θα ήταν στα 10,6 Ρίχτερ αν το ρήγμα αυτό έσπαζε κατά μήκος όλης της περιφέρειας της Γης.^[8] Στην πράξη, βέβαια, ο μόνος τρόπος για να συμβεί σεισμός με τιμή άνω των 10 βαθμών, είναι από συμβάν πρόσκρουσης με αστεροειδή ή κομήτη. Ακόμη και η τιμή 10,0 (κοινώς «10 ακριβώς») θεωρείται εξαιρετικά απίθανη και σύμφωνα με αρκετούς ειδικούς, όπως τη σεισμολόγο Susan Hough, ίσως είναι το ύψιστο δυνατό νούμερο που θα μπορούσε να συμβεί ποτέ στη Γη.^[9] Σύμφωνα με σχετική ιαπωνική μελέτη του Πανεπιστημίου του Τοχόκου, ένας τέτοιος σεισμός, στα 10,0 Ρίχτερ, θα έφτανε σε διάρκεια αισθητής στην επιφάνεια δόνησης την 1 ώρα, με τα τσουνάμι να πλήττουν τις ακτές ενώ το τράνταγμα του εδάφους δεν θα είχε σταματήσει ακόμα, και η πιθανότητα να συμβεί στη Γη, αν είναι εφικτό, θα ήταν 1 φορά στα 10 χιλιάδες χρόνια.^[10]

Διαφορές από την κλίμακα Μερκάλι

Η κλίμακα Ρίχτερ δεν θα πρέπει να συγχέεται με την κλίμακα Μερκάλι, που προσδιορίζει όχι το μέγεθος, αλλά την ένταση του σεισμικού φαινομένου σε ορισμένη τοποθεσία και, επομένως, εξαρτάται από το μέγεθος, την απόσταση από το επίκεντρο του σεισμού, το υπέδαφος και από παράγοντες που επηρεάζουν τη διάδοση των σεισμικών κυμάτων. Επίσης, αφού η κλίμακα Μερκάλι προσμετρά τις επιπτώσεις ενός σεισμικού φαινομένου, δεν ενδείκνυται για μετρήσεις σε ακατοίκητες ή αραιοκατοικημένες περιοχές.

Δείτε επίσης

• Σεισμός
• Κλίμακα Μερκάλι