Seismiske bølger er vibrationer fra jordskælv der rejser gennem Jorden; de er optaget på instrumenter, der kaldes seismografer. Seismografer registrerer et zig-zag-spor, der viser den varierende amplitude af jordvinkler under instrumentet. Følsomme seismografer, der i høj grad forstærker disse grundbevægelser, kan registrere stærke jordskælv fra kilder overalt i verden. Tidspunkt, placering og størrelse på en jordskælv kan bestemmes ud fra de data, der er registreret af seismografstationer.
Richter-størrelsen vægt blev udviklet i 1935 af Charles F. Richter fra California Institute of Technology som et matematisk udstyr til at sammenligne størrelsen på jordskælv. Størrelsen af et jordskælv bestemmes ud fra logaritmen for amplituden af bølger registreret af seismografer. Justeringer er inkluderet for variationen i afstanden mellem de forskellige seismografer og jordskælvets episenter. På Richter-skalaen udtrykkes størrelsen i hele tal og decimaler. For eksempel kan en størrelse 5,3 beregnes til et moderat jordskælv, og et stærkt jordskælv kan måske klassificeres som magnitude 6,3. På grund af det logaritmiske grundlag for skalaen repræsenterer hver heltalstigning i størrelse en ti gange stigning i målt amplitude; som et estimat af energi svarer hvert heltalstrin i størrelsesskalaen til frigivelsen af ca. 31 gange mere energi end den mængde, der er forbundet med den foregående hele talværdi.
Først kunne Richter-skalaen kun anvendes på poster fra instrumenter med identisk fremstilling. Nu kalibreres instrumenter omhyggeligt med hensyn til hinanden. Størrelsen kan således beregnes ud fra posten til enhver kalibreret seismograf.
Jordskælv med en størrelse på ca. 2,0 eller mindre kaldes normalt mikroearmskælv. de mærkes ikke almindeligt af mennesker og registreres generelt kun på lokale seismografer. Begivenheder med en størrelsesorden på omkring 4,5 eller derover - der er flere tusinde sådanne stød årligt - er stærke nok til at blive registreret af følsomme seismografer over hele verden. Store jordskælv, såsom jordskælvet langfredag fra 1964 i Alaska, har en størrelsesorden på 8,0 eller højere. I gennemsnit forekommer et jordskælv af en sådan størrelse et sted i verden hvert år. Richter-skalaen har ingen øvre grænse. For nylig er der udviklet en anden skala, der kaldes momentstørrelsesskalaen til mere præcis undersøgelse af store jordskælv.
Richter-skalaen bruges ikke til at udtrykke skader. Et jordskælv i et tæt befolket område, der resulterer i mange dødsfald og betydelige skader kan har samme størrelse som et stød i et fjerntliggende område, der ikke gør andet end at skræmme dyreliv. Jordskælv i stor størrelse, der forekommer under havene, mærkes ikke engang af mennesker.
NEIS Interview
Følgende er en udskrift af et NEIS-interview med Charles Richter:
Hvordan blev du interesseret i seismologi?
CHARLES RICHTER: Det var virkelig en lykkelig ulykke. Hos Caltech arbejdede jeg på min ph.d. i teoretisk fysik under Dr. Robert Millikan. En dag kaldte han mig ind på sit kontor og sagde, at Seismological Laboratory ledte efter en fysiker; dette var ikke min linje, men var jeg overhovedet interesseret? Jeg talte med Harry Wood, der var ansvarlig for laboratoriet; og som et resultat kom jeg i hans stab i 1927.
Hvad var oprindelsen til den instrumentalstørrelsesskala?
CHARLES RICHTER: Da jeg blev medlem af Mr. Woods personale, var jeg hovedsageligt engageret i det rutinemæssige arbejde med måling seismogrammer og lokalisering af jordskælv, så der kunne oprettes et katalog over epicentere og tider for Hændelse. I øvrigt skylder seismologi en stort set uanerkendt gæld til Harry Os vedholdende indsats. Træ til gennemførelse af det seismologiske program i det sydlige Californien. På det tidspunkt samarbejdede Mr. Wood med Maxwell Alien om en historisk gennemgang af jordskælv i Californien. Vi optog på syv vidt forskellige stationer, alle med Wood-Anderson torsionsseismografer.
Hvilke ændringer var involveret i anvendelsen af skalaen på jordskælv over hele verden?
CHARLES RICHTER: Du påpeger ret med rette, at den oprindelige størrelsesskala, som jeg offentliggjorde i 1935 blev der kun oprettet for det sydlige Californien og for de særlige typer seismografer, der var i brug der. Udvidelsen af skalaen til jordskælv over hele verden og til optagelser på andre instrumenter blev påbegyndt i 1936 i samarbejde med Dr. Gutenberg. Dette involverede anvendelse af de rapporterede amplituder af overfladebølger med perioder på ca. 20 sekunder. I øvrigt gør den sædvanlige betegnelse af størrelsesskalaen til mit navn mindre end retfærdighed over for stor rolle, som Dr. Gutenberg spillede i at udvide skalaen til at gælde for jordskælv i alle dele af landet verden.
Mange mennesker har det forkerte indtryk, at Richter-størrelsen er baseret på en skala fra 10.
CHARLES RICHTER: Jeg skal gentagne gange rette op på denne tro. På en måde involverer størrelsen trin på 10, fordi hver stigning i én styrke repræsenterer en ti gange forstærkning af jordbevægelsen. Men der er ingen skala på 10 i betydningen en øvre grænse, som der er for intensitetsskalaer; ja, jeg er glad for at se pressen nu henvise til den åbne Richter-skala. Størrelsesnummer repræsenterer ganske enkelt måling fra en seismografrekord - logaritmisk for at være sikker, men uden implicit loft. De højeste størrelser, der hidtil er tildelt faktiske jordskælv, er omkring 9, men det er en begrænsning i Jorden, ikke i skalaen.
Der er en anden almindelig misforståelse af, at størrelsesskalaen i sig selv er en slags instrument eller apparat. Besøgende vil ofte bede om at "se skalaen." De er forvirrede ved at blive henvist til tabeller og diagrammer, der bruges til at anvende skalaen på målinger taget fra seismogrammerne.
Uden tvivl bliver du ofte spurgt om forskellen mellem størrelse og intensitet.
CHARLES RICHTER: Det skaber også stor forvirring blandt offentligheden. Jeg kan godt lide at bruge analogien med radiosendinger. Det gælder i seismologi, fordi seismografer eller modtagerne registrerer bølgerne af elastisk forstyrrelse eller radiobølger, der er udstrålet fra jordskælvskilden eller radiostationen. Størrelsen kan sammenlignes med effektudgangen i kilowatt på en radiostation. Lokal intensitet på Mercalli-skalaen kan derefter sammenlignes med signalstyrken på en modtager på en given lokalitet; faktisk signalets kvalitet. Intensitet som signalstyrke vil normalt falde med afstanden fra kilden, skønt det også afhænger af de lokale forhold og stien fra kilden til punktet.
Der har for nylig været interesse i at revurdere, hvad der menes med "jordskælvets størrelse."
CHARLES RICHTER: Raffinering er uundgåelig i videnskaben, når du har foretaget målinger af et fænomen i lang tid. Vores oprindelige hensigt var at definere størrelsesordenen strengt med hensyn til instrumentelle observationer. Hvis man introducerer begrebet "et jordskælvs energi", er det en teoretisk afledt mængde. Hvis antagelserne, der bruges til beregning af energi, ændres, påvirker dette alvorligt det endelige resultat, selvom den samme mængde data muligvis bruges. Så vi forsøgte at holde fortolkningen af "jordskælvets størrelse" så tæt bundet til de aktuelle instrumentobservationer som muligt. Hvad der naturligvis fremkom, var, at størrelsesskalaen forudsatte, at alle jordskælv var ens bortset fra en konstant skaleringsfaktor. Og dette viste sig at være tættere på sandheden, end vi forventede.