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La escala de Richter [1] , también llamada escala de magnitud de Richter o escala de magnitud de Richter, es una medida de la fuerza de los terremotos, desarrollada por Charles Francis Richter y presentada en su histórico artículo de 1935, donde la llamó "escala de magnitud". [2] Este fue posteriormente revisado y renombró la escala de magnitud local de , denotado como ML o M L  .

Debido a varias deficiencias de la   escala M L , la mayoría de las autoridades sismológicas ahora usan otras escalas, como la escala de magnitud de momento (M w  ), para reportar magnitudes de terremotos, pero muchos de los medios de comunicación todavía se refieren a ellas como magnitudes "Richter". Todas las escalas de magnitud conservan el carácter logarítmico del original y se escalan para tener valores numéricos aproximadamente comparables (normalmente en el medio de la escala).

Desarrollo [ editar ]

Charles Francis Richter (alrededor de 1970)

Antes del desarrollo de la escala de magnitud, la única medida de la fuerza o "tamaño" de un terremoto era una evaluación subjetiva de la intensidad del temblor observado cerca del epicentro del terremoto, categorizada por varias escalas de intensidad sísmica como la escala Rossi-Forel . ("Tamaño" se usa en el sentido de la cantidad de energía liberada, no el tamaño del área afectada por el temblor, aunque los terremotos de mayor energía tienden a afectar un área más amplia, dependiendo de la geología local). En 1883 John Milne supuso que el temblor de grandes terremotos podría generar ondas detectables en todo el mundo, y en 1899 E. Von Rehbur Paschvitz observó en Alemania ondas sísmicas atribuibles a un terremoto en Tokio. [3] En la década de 1920, Harry O. Wood y John A. Anderson desarrollaron el sismógrafo Wood-Anderson , uno de los primeros instrumentos prácticos para registrar ondas sísmicas. [4] Wood luego construyó, bajo los auspicios del Instituto de Tecnología de California y el Instituto Carnegie , una red de sismógrafos que se extendía por todo el sur de California . [5] También reclutó al joven y desconocido Charles Richter para medir los sismogramas y localizar los terremotos que generaban las ondas sísmicas. [6]

En 1931 Kiyoo Wadati mostró cómo había medido, para varios terremotos fuertes en Japón, la amplitud del temblor observado a varias distancias del epicentro. Luego trazó el logaritmo de la amplitud frente a la distancia y encontró una serie de curvas que mostraban una correlación aproximada con las magnitudes estimadas de los terremotos. [7] Richter resolvió algunas dificultades con este método [8] y luego, utilizando datos recopilados por su colega Beno Gutenberg , produjo curvas similares, confirmando que podrían usarse para comparar las magnitudes relativas de diferentes terremotos. [9]

Producir un método práctico de asignar una medida absoluta de magnitud requirió desarrollos adicionales. Primero, para abarcar la amplia gama de valores posibles, Richter adoptó la sugerencia de Gutenberg de una escala logarítmica , donde cada paso representa un aumento de diez veces en la magnitud, similar a la escala de magnitud utilizada por los astrónomos para el brillo de las estrellas . [10] En segundo lugar, quería que una magnitud de cero estuviera alrededor del límite de la perceptibilidad humana. [11] En tercer lugar, especificó el sismógrafo Wood-Anderson como el instrumento estándar para producir sismogramas. La magnitud se definió entonces como "el logaritmo de la amplitud máxima de la traza, expresada en micrones", medido a una distancia de 100 km (62 mi). La escala se calibró definiendo un impacto de magnitud 0 como uno que produce (a una distancia de 100 km (62 mi)) una amplitud máxima de 1 micrón (1 µm, o 0.001 milímetros) en un sismograma registrado por un sismógrafo de torsión Wood-Anderson. [12] Finalmente, Richter calculó una tabla de correcciones de distancia, [13] en que para distancias menores a 200 kilómetros [14] la atenuación se ve fuertemente afectada por la estructura y propiedades de la geología regional. [15]

Cuando Richter presentó la escala resultante en 1935, la llamó (por sugerencia de Harry Wood) simplemente una escala de "magnitud". [16] La "magnitud de Richter" parece haberse originado cuando Perry Byerly le dijo a la prensa que la escala era de Richter y "debería denominarse como tal". [17] En 1956, Gutenberg y Richter, aunque todavía se referían a la "escala de magnitud", la etiquetaron como "magnitud local", con el símbolo M L  , para distinguirla de otras dos escalas que habían desarrollado, la magnitud de onda superficial (M S ) y escalas de magnitud de onda corporal (M B ). [18]

Detalles [ editar ]

La escala de Richter se definió en 1935 para circunstancias e instrumentos particulares; las circunstancias particulares se refieren a que se define para el sur de California e "incorpora implícitamente las propiedades atenuantes de la corteza y el manto del sur de California". [19] El instrumento particular utilizado se saturaría por fuertes terremotos y sería incapaz de registrar valores altos. La escala fue reemplazada en la década de 1970 por la escala de magnitud de momento (MMS, símbolo M w  ); para terremotos medidos adecuadamente por la escala de Richter, los valores numéricos son aproximadamente los mismos. Aunque los valores medidos para terremotos ahora son M w , la prensa los informa con frecuencia como valores de Richter, incluso para terremotos de magnitud superior a 8, cuando la escala de Richter deja de tener sentido.

Las escalas de Richter y MMS miden la energía liberada por un terremoto; otra escala, la escala de intensidad de Mercalli , clasifica los terremotos por sus efectos , desde detectables por instrumentos pero no perceptibles, hasta catastróficos. La energía y los efectos no están necesariamente fuertemente correlacionados; un terremoto poco profundo en un área poblada con suelo de ciertos tipos puede tener efectos mucho más intensos que un terremoto profundo mucho más enérgico en un área aislada.

Varias escalas se han descrito históricamente como la "escala de Richter", [ cita requerida ] especialmente la magnitud local M L   y la   escala de onda superficial M s . Además, la magnitud de onda corporal , mb, y la magnitud de momento , M w  , abreviado MMS, se han utilizado ampliamente durante décadas. Los sismólogos están desarrollando un par de técnicas nuevas para medir la magnitud.

Todas las escalas de magnitud se han diseñado para dar resultados numéricamente similares. Este objetivo se ha logrado bien para M L  , M s  y M w  . [20] [21] La escala mb da valores algo diferentes a las otras escalas. La razón de tantas formas diferentes de medir lo mismo es que a diferentes distancias, para diferentes profundidades hipocentrales y para diferentes tamaños de terremotos, se deben medir las amplitudes de diferentes tipos de ondas elásticas.

M L   es la escala utilizada para la mayoría de los terremotos reportados (decenas de miles) por los observatorios sismológicos locales y regionales. Para terremotos grandes en todo el mundo, la escala de magnitud de momento (MMS) es la más común, aunque M s   también se informa con frecuencia.

El momento sísmico , M 0 , es proporcional al área de la ruptura multiplicada por el deslizamiento promedio que tuvo lugar en el terremoto, por lo que mide el tamaño físico del evento. M w   se deriva de él empíricamente como una cantidad sin unidades, simplemente un número diseñado para ajustarse a la   escala de M s . [22] Se requiere un análisis espectral para obtener M 0  , mientras que las otras magnitudes se derivan de una simple medición de la amplitud de una onda definida específicamente.

Todas las escalas, excepto M w  , se saturan para terremotos grandes, lo que significa que se basan en las amplitudes de las ondas que tienen una longitud de onda más corta que la longitud de ruptura de los terremotos. Estas ondas cortas (ondas de alta frecuencia) son un criterio demasiado corto para medir la extensión del evento. El límite superior efectivo de medición resultante para M L   es aproximadamente 7 y aproximadamente 8,5 [23] para M s [24]

Se están desarrollando nuevas técnicas para evitar el problema de la saturación y medir magnitudes rápidamente para terremotos muy grandes. Uno de ellos se basa en la onda P de período largo; [25] el otro se basa en un canal de onda descubierto recientemente. [26]

La liberación de energía de un terremoto, [27] que se correlaciona estrechamente con su poder destructivo, escala con la potencia 32 de la amplitud del temblor. Por tanto, una diferencia de magnitud de 1,0 equivale a un factor de 31,6 ( ) en la energía liberada; una diferencia de magnitud de 2,0 equivale a un factor de 1000 ( ) en la energía liberada. [28] La energía elástica irradiada se deriva mejor de una integración del espectro irradiado, pero una estimación puede basarse en mb porque la mayor parte de la energía es transportada por las ondas de alta frecuencia.

Magnitudes de Richter [ editar ]

La magnitud de Richter de un terremoto se determina a partir del logaritmo de la amplitud de las ondas registradas por los sismógrafos (se incluyen ajustes para compensar la variación en la distancia entre los diversos sismógrafos y el epicentro del terremoto). La fórmula original es: [29]

donde A es la excursión máxima del sismógrafo Wood-Anderson, la función empírica A 0 sólo depende de la distancia epicentral de la estación, . En la práctica, las lecturas de todas las estaciones de observación se promedian después del ajuste con correcciones específicas de la estación para obtener el   valor M L.

Debido a la base logarítmica de la escala, cada aumento de magnitud de un número entero representa un aumento de diez veces en la amplitud medida; en términos de energía, cada aumento de número entero corresponde a un aumento de aproximadamente 31,6 veces la cantidad de energía liberada, y cada aumento de 0,2 corresponde aproximadamente a una duplicación de la energía liberada.

Los eventos con magnitudes superiores a 4.5 son lo suficientemente fuertes como para ser registrados por un sismógrafo en cualquier parte del mundo, siempre que sus sensores no estén ubicados en la sombra del terremoto . [ cita requerida ]

A continuación se describen los efectos típicos de los terremotos de diversas magnitudes cerca del epicentro. Los valores son solo típicos. Deben tomarse con extrema precaución ya que la intensidad y, por lo tanto, los efectos del suelo dependen no solo de la magnitud sino también de la distancia al epicentro, la profundidad del foco del terremoto debajo del epicentro, la ubicación del epicentro y las condiciones geológicas (ciertos terrenos puede amplificar señales sísmicas).

( Basado en los documentos US Geological Survey. ) [31]

La intensidad y el número de muertes dependen de varios factores (profundidad del terremoto, ubicación del epicentro y densidad de población, por nombrar algunos) y pueden variar ampliamente.

Pequeños terremotos ocurren todos los días y horas. Por otro lado, los grandes terremotos ocurren una vez al año, en promedio. El terremoto más grande registrado fue el Gran terremoto de Chile del 22 de mayo de 1960, que tuvo una magnitud de 9,5 en la escala de magnitud de momento . [32]

La sismóloga Susan Hough ha sugerido que un terremoto de magnitud 10 puede representar un límite superior muy aproximado de lo que son capaces de hacer las zonas tectónicas de la Tierra, lo que sería el resultado de la ruptura conjunta del cinturón continuo de fallas más grande conocido (a lo largo de la costa del Pacífico del Américas). [33] Una investigación en la Universidad de Tohoku en Japón encontró que un terremoto de magnitud 10 era teóricamente posible si se combinaran 3000 kilómetros (1900 millas) de fallas desde la Fosa de Japón hasta la Fosa de Kuril-Kamchatkase rompen y se mueven 60 metros (200 pies) (o si ocurre una ruptura similar a gran escala en otro lugar). Un terremoto de este tipo causaría movimientos del suelo durante hasta una hora y provocaría tsunamis durante días, y si este tipo de terremoto ocurriera, probablemente sería un evento de 1 en 10,000 años. [34]

Fórmulas empíricas de magnitud [ editar ]

Estas fórmulas de magnitud Richter M L   son alternativas al uso de las tablas de correspondencia Richter basado en evento sísmico estándar Richter ( , , ). A continuación, se muestra la distancia epicentral (en kilómetros, a menos que se especifique lo contrario).

La fórmula empírica de Lillie es:

donde es la amplitud (desplazamiento máximo del suelo) de la onda P, en micrómetros, medida a 0,8 Hz.

Para distancias inferiores a 200 km,

y para distancias entre 200 km y 600 km,

donde es la amplitud de la señal del sismógrafo en mm y está en km.

La fórmula empírica de Bisztricsany (1958) para distancias epicentrales entre 4˚ y 160˚: [35]

Donde es la duración de la onda de superficie en segundos y está en grados. M L se   encuentra principalmente entre 5 y 8.

La fórmula empírica de Tsumura: [35]

Donde es la duración total de la oscilación en segundos. M L   está principalmente entre 3 y 5.

El Tsuboi, Universidad de Tokio, fórmula empírica:

¿Dónde está la amplitud en micrómetros?

Ver también [ editar ]

  • 1935 en ciencia
  • Escala de magnitud de momento
  • Escala de emergencia de Rohn para medir la magnitud (intensidad) de cualquier emergencia
  • Escalas de intensidad sísmica
  • Escalas de magnitud sísmica
  • Cronología de las invenciones de los Estados Unidos (1890-1945)

Notas [ editar ]

  1. ^ Kanamori 1978 , p. 411. Hough (2007 , págs. 122-126) analiza el nombre con cierta extensión.
  2. ^ Kanamori 1978 , p. 411; Richter 1935 .
  3. ^ Bolt 1993 , p. 47.
  4. ^ Hough 2007 ;
  5. ^ Hough 2007 , p. 57.
  6. ^ Hough 2007 , págs.57, 116.
  7. ^ Richter , 1935 , pág. 2.
  8. ^ Richter 1935 , págs. 1-5.
  9. ^ Richter 1935 , págs. 2-3.
  10. ^ [pendiente]
  11. ^ Richter , 1935 , pág. 14: Gutenberg y Richter 1936 , pág. 183.
  12. ^ Richter , 1935 , pág. 5. Ver también Hutton & Boore 1987 , p. 1; Chung y Bernreuter 1980 , pág. 10.
  13. ^ Richter , 1935 , pág. 6, cuadro I.
  14. ^ Richter , 1935 , pág. 32.
  15. ^ Chung y Bernreuter 1980 , p. 5.
  16. ^ Richter , 1935 , pág. 1. Su artículo se titula: "Una escala instrumental de magnitud de terremotos".
  17. ^ Hough 2007 , págs. 123-124.
  18. ^ Gutenberg y Richter 1956b , p. 30.
  19. ^ "Explicación de los listados de boletines, USGS" .
  20. ^ Richter, 1935 .
  21. ^ Richter, CF, "Sismología elemental", ed. Vol., WH Freeman and Co., San Francisco, 1956.
  22. ^ Hanks, TC; Kanamori, H. (1979). "Escala de magnitud de momento". Revista de Investigaciones Geofísicas . 84 (B5): 2348. Bibcode : 1979JGR .... 84.2348H . doi : 10.1029 / jb084ib05p02348 .
  23. ^ Woo, Wang-chun (septiembre de 2012). "Sobre magnitudes de terremotos" . Observatorio de Hong Kong . Consultado el 18 de diciembre de 2013 .
  24. ^ "Escala de Richter" . Glosario . USGS . 31 de marzo de 2010.
  25. ^ Di Giacomo, D., Parolai, S., Saul, J., Grosser, H., Bormann, P., Wang, R. & Zschau, J., 2008. "Determinación rápida de la magnitud energética Me", en 31ª Asamblea General de la Comisión Sismológica Europea, Hersonissos.
  26. ^ Rivera, L. y Kanamori, H., 2008. "Inversión rápida de la fuente de la fase W para alerta de tsunami", en Asamblea General de la Unión Geofísica Europea, págs. A-06228, Viena.
  27. ^ Vassiliou, Marius; Kanamori, Hiroo (1982). "La liberación de energía en terremotos". Toro. Seismol. Soc. Am . 72 : 371–387.
  28. ^ William Spence; Stuart A. Sipkin; George L. Choy (1989). "Medir el tamaño de un terremoto" . Terremotos y volcanes . 21 (1).
  29. ^ Ellsworth, William L. (1991). "La escala de Richter ML" . En Robert E. Wallace (ed.). El sistema de fallas de San Andrés, California . USGS. pag. 177. Papel profesional 1515 . Consultado el 14 de septiembre de 2008 .
  30. Esto es lo que Richter escribió en su Elementary Seismology (1958), una opinión que luego se reprodujo copiosamente en las cartillas científicas de la Tierra. La evidencia reciente muestra que los terremotos con magnitudes negativas (hasta −0,7) también se pueden sentir en casos excepcionales, especialmente cuando el foco es muy superficial (unos pocos cientos de metros). Ver: Thouvenot, F .; Bouchon, M. (2008). "¿Cuál es el umbral de magnitud más bajo en el que se puede sentir o escuchar un terremoto, o se pueden lanzar objetos al aire?" En Fréchet, J., Meghraoui, M. & Stucchi, M. (eds), Modern Approaches in Solid Earth Ciencias (vol. 2), Sismología histórica: estudios interdisciplinarios de terremotos pasados ​​y recientes, Springer, Dordrecht, 313–326.
  31. ^ "Estadísticas y hechos del terremoto" . Encuesta geológica de los Estados Unidos. 29 de noviembre de 2012. Archivado desde el original el 24 de mayo de 2010 . Consultado el 18 de diciembre de 2013 .
  32. ^ "Los terremotos más grandes del mundo desde 1900" . 30 de noviembre de 2012. Archivado desde el original el 7 de octubre de 2009 . Consultado el 18 de diciembre de 2013 .
  33. ^ Plata, Nate (2013). La señal y el ruido: el arte y la ciencia de la predicción . Londres: Penguin. ISBN 9780141975658.
  34. ^ Kyodo (15 de diciembre de 2012). "Temblor de magnitud 10 podría ocurrir: estudio" . The Japan Times . Consultado el 15 de septiembre de 2020 .
  35. ↑ a b Al-Arifi, Nassir S .; Al-Humidan, Saad (julio de 2012). "Calibración de magnitud de terremoto local y regional de la subred analógica de Tabuk, noroeste de Arabia Saudita" . Revista de la Universidad King Saud - Ciencia . 24 (3): 257–263. doi : 10.1016 / j.jksus.2011.04.001 .

Fuentes [ editar ]

  • Bolt, BA (1993), Terremotos y descubrimiento geológico , Scientific American Library, ISBN 0-7167-5040-6.
  • Boore, DM (septiembre de 1989), "La escala de Richter: su desarrollo y uso para determinar el parámetro de origen de un terremoto" (PDF) , Tectonophysics , 166 (1-3): 1-14, doi : 10.1016 / 0040-1951 (89) 90200-x
  • Chung, DH; Bernreuter, DL (1980), Relaciones regionales entre escalas de magnitud de terremotos., NUREG / CR-1457.
  • Gutenberg, B .; Richter, CF (21 de febrero de 1936), "Discusión: Magnitud y energía de los terremotos" (PDF) , Science , 83 (2147): 183–185, Bibcode : 1936Sci .... 83..183G , doi : 10.1126 / ciencia 83.2147.183 , PMID  17770563.
  • Gutenberg, B .; Richter, CF (1956b), "Magnitud, intensidad, energía y aceleración del terremoto (segundo artículo)", Boletín de la Sociedad Sismológica de América , 46 (2): 105–145.
  • Hough, SE (2007), escala de Richter: medida de un terremoto, medida de un hombre , Princeton University Press, ISBN 978-0-691-12807-8.
  • Hutton, LK; Boore, David M. (diciembre de 1987), "The M L scale in Southern California" (PDF) , Nature , 271 : 411–414, Bibcode : 1978Natur.271..411K , doi : 10.1038 / 271411a0.
  • Kanamori, Hiroo (2 de febrero de 1978), "Quantification of Earthquakes" (PDF) , Nature , 271 (5644): 411–414, Bibcode : 1978Natur.271..411K , doi : 10.1038 / 271411a0.
  • Richter, CF (enero de 1935), "An Instrumental Earthquake Magnitude Scale" (PDF) , Boletín de la Sociedad Sismológica de América , 25 (1): 1–32.

Enlaces externos [ editar ]

  • Escala de Richter (sismología) en la Encyclopædia Britannica
  • Monitor sísmico - Consorcio IRIS
  • Política de magnitud de terremotos de USGS (implementada el 18 de enero de 2002) - USGS
  • Perspectiva: una comparación gráfica de la liberación de energía de un terremoto - Pacific Tsunami Warning Center