Richterin asteikko

Richterin asteikko (oikeammin Richterin paikallisen magnitudin asteikko M_L) on matemaattinen menetelmä, jolla mitataan maanjäristysten voimakkuutta. Asteikon kehitti yhdysvaltalainen seismologi Charles Richter vuonna 1935 tutkittuaan satoja maanjäristyksiä Etelä-Kalifornian alueella.^[1]

Kuva Richterin asteikon määrittämisestä.

Asteikko perustuu kymmenkantaiseen logaritmiin, ts. magnitudin kasvaessa yhdellä seismogrammin amplitudi kasvaa kymmenkertaiseksi. Järistykset mitataan herkällä piirturilla, seismografilla.

Richterin asteikkoa hyödynnetään erityisesti seismisen riskin arvioinnissa ja rakennussuunnittelussa, sillä Richterin käyttämän Wood–Anderson-seismometrin ominaisheilahdusaika (0,8 s) on lähellä ihmisen tekemien rakennelmien ominaisheilahdusaikaa.^[2]

Richterin magnitudia laajentamaan on kehitetty monia muita asteikkoja, joista käytetyimmät ovat pinta-aallon magnitudin asteikko M_S, perusaallon magnitudin asteikko m_b ja momenttimagnitudiasteikko M_w. Eri asteikkojen antamat lukemat on tehty vertailukelpoisiksi alkuperäisen magnitudin määritelmän kanssa.

Määritelmä

Richterin asteikko voidaan esittää kaavana$${\displaystyle M_{\text{L}}=\lg A_{\text{max}}-\lg A_{0},}$$missä M_L on magnitudi, A_max on seismogrammin suurimman heilahduksen amplitudi mikrometreinä käytettäessä lyhytperiodista Wood–Andersonin kiertymäseismometriä, ja −lg A₀ on etäisyydestä riippuva vaimennustekijä, jonka Richter esitti taulukkomuodossa.^[3]

Richter määritteli voimakkuudeltaan 0-arvoisen maanjäristyksen olevan sellainen, joka näyttäisi yhden mikrometrin laajuisen heilahduksen 100 km etäisyydellä maanjäristyksen episentristä. Richter valitsi asteikon nollakohdan tarkoituksella pieneksi välttääkseen negatiivisia magnitudiarvoja. Herkillä nykyaikaisilla seismometreillä voidaan kuitenkin mitata myös negatiivisia arvoja, sillä Richterin asteikolla ei ole alarajaa.^[1]

Richterin asteikon ongelmat

Richterin asteikkoa ei ole suunniteltu käytettäväksi syville maanjäristyksille eikä yli 600 kilometrin episentrietäisyyksille.^[3] Richterin asteikko ei myöskään toimi, kun siirros on riittävän iso. Paikalliset magnitudiasteikot saturoituvat noin arvolla 7, eli ne eivät anna tarpeeksi suuria arvoja tätä isommille maanjäristyksille.^[4]

Nykyaikaisten seismometrien vaste on laajempi kuin Wood–Andersonin kiertymäseismometrillä, joten amplitudi tulee mitata synteettisistä seismogrammeista. Koska asteikko määritellään seismogrammin vaakakomponentin suhteen, joudutaan valitsemaan, mitä vaakakomponenttia käytetään. Alkuperäisen Wood–Andersonin seismometrin suunnitteluvirheen johdosta Richterin magnitudeissa on noin 0,1 magnitudiyksikön systemaattinen virhe.^[2]

Richterin asteikon vaimennustekijä kuvaa alkuperäisessä muodossaan vain Etelä-Kalifornian kuoren ja vaipan vaimennusominaisuuksia. Tämän vuoksi Richterin asteikosta on kehitetty eri alueilla käytettäviä paikallisia muunnelmia kuten Helsingin magnitudi.

Vaikka suurten maanjäristysten koko mitataan nykyään momenttimagnitudiasteikolla, joukkotiedotusvälineet raportoivat magnitudit usein Richter-arvoina jopa järistyksille, joiden magnitudi on yli 8, vaikka Richterin asteikko menettää merkityksensä niiden kohdalla.

Richterin asteikon suurin ongelma on, että sen arvoilla ei ole yhteyttä järistyslähteen fysikaalisiin ominaisuuksiin.^lähde?

Katso myös

• Magnitudi (seismologia)
• Perusaaltomagnitudi
• Pinta-aaltomagnitudi
• Momenttimagnitudi