28-01-06

Januari 2005: De schaal van Richter door Jan Hermans.

De schaal van Richter.

 

De schaal van Richter is een manier waarmee de kracht van een aardbeving wordt waargenomen. De schaal is opgesteld door de Amerikaanse seismoloog Charles Francis Richter in 1935. Het is een logaritmische schaal van de sterkte van de trillingen, zoals die gemeten worden op het seismogram.

De sterkte wordt berekend aan de hand van de maximale uitslag (amplitude) van de registratie van de horizontale component van de aardbeving. De sterkte wordt de magnitude genoemd, analoog aan het begrip uit de sterrenkunde om de helderheid van een ster aan te geven. Richter definieerde een aardbeving met magnitude 3 als een aardbeving die op een Wood-Anderson seismograaf een uitwijking van 1 mm opwekt op een epicentrale afstand van 100 km. De schaal is logaritmisch, wat betekent dat bij toename van 1 magnitude-eenheid de uitwijking op het seismogram tien keer zo groot is. Zo is een aardbeving die op 100 km afstand een uitwijking van 10 mm veroorzaakt een beving met magnitude 4. Op deze manier kon Richter verschillende aardbevingen met elkaar vergelijken. Er worden correcties toegepast om de invloed van de afstand tussen epicentrum en seismisch station in rekening te brengen. Met het toenemen van de afgelegde afstand verliezen de seismische golven door geometrische spreiding en absorptie een deel van hun trillingsamplitude.

Een aardbeving van magnitude 2 op normale diepte kan onder optimale omstandigheden nog net worden gevoeld. De zeer ondiepe bevingen in Noord-Nederland (tot maximaal 3 kilometer diep) kunnen al bij een magnitude van 1,2 worden gevoeld. In Zuid-Nederland komen bevingen voor op een diepte van 30 kilometer die pas worden gevoeld bij een magnitude groter dan 3.

Het cijfer op de schaal van Richter geeft een indicatie van de sterkte van de schok, de bijbehorende omschrijving geeft een indicatie van de gevolgen van de schok.

1  

Alleen meetbaar door instrumenten

2

Nauwelijks meetbaar, zelfs in de nabijheid van het epicentrum

3

Wordt gevoeld binnenshuis

4

Waarneembaar door de meeste mensen, weinig schade

5

Gevoeld door de meeste mensen, kleine tot gemiddelde schade

6

Gemiddelde schade

7

Grote schade

8

Totale vernietiging

In de loop van de jaren zijn er verschillende andere magnitudeschalen ontworpen die allemaal een aanpassing of uitbreiding zijn van de magnitudeschaal van Richter. Voor aardbevingen die zwaarder zijn dan 6,5 en aardbevingen die verder weg zijn dan 500 km is de schaal van Richter niet erg betrouwbaar meer. Boven magnitude 6,5 wordt de magnitude door de schaal van Richter vaak te laag berekend. Dit wordt verzadiging genoemd. Omdat de schaal van Richter als referentie een aardbeving op 100 km afstand gebruikt, wordt hij onnauwkeurig als de beving veel verder weg is.

Proefondervindelijk heeft men berekend dat iedere toename met één magnitude-eenheid overeenkomt met een 30-voudige verhoging van de vrijgekomen energie in de vorm van seismische trillingen optreedt. De hoeveelheid energie die vrijkomt bij een beving van magnitude 7 is dus 900 maal (30 x 30) zo groot als die welke vrijkomt bij een beving van magnitude 5. De energie die bijvoorbeeld vrijkomt wanneer een massa van 1 ton vanaf 100 meter hoogte op de grond valt is te vergelijken met de sterkte van een beving met magnitude 1

De intensiteitsschaal van Mercalli is een schaal om de sterkte van aardbevingen uitdrukken.

De gevolgen van een aardbeving worden weergegeven met de schaal van Mercalli. De schaal geeft de intensiteit van de optredende trillingen weer. Deze trillingen zijn de directe oorzaak van schade. De intensiteitsschaal van Mercalli is in 1902 ontworpen door de Italiaan Giuseppe Mercalli (1850-1914). De intensiteit is een aanduiding voor wat er op een bepaalde plaats wordt waargenomen van een aardbeving, dus wat de effecten zijn op bijvoorbeeld mensen, voorwerpen, gebouwen en het landschap. De intensiteit is afhankelijk van de afstand tot het epicentrum en van het soort ondergrond. Hoe groter de epicentrale afstand is, hoe minder de grond zal bewegen en hoe kleiner de schade, dus hoe kleiner de intensiteit. Maar de intensiteit kan toenemen wanneer de lokale ondergrond de seismische trillingen versterkt, zoals dat het geval was bij de zware aardbeving in Mexico in 1985.

De Mercalli-schaal is verdeeld in 12 delen, aangegeven met Romeinse cijfers. De schaalverdeling loopt van I (niet gevoeld, slechts door instrumenten geregistreerd) tot XII (buitengewoon catastrofaal). De intensiteit is in het algemeen in de directe omgeving van het epicentrum groter dan op plaatsen verder daar vandaan. Als de intensiteit dichtbij het epicentrum van een aardbeving bijvoorbeeld VIII bedraagt, zal deze in relatie tot de afstand afnemen tot IV, III en tenslotte I.

I

Niet gevoeld, slechts door seismometers geregistreerd

II

Nauwelijks gevoeld, alleen onder gunstige omstandigheden gevoeld.

III

Zwak, door enkele personen gevoeld. Trilling als van voorbijgaand verkeer.

IV

Vrij sterk, door velen gevoeld. Trilligen als van zwaar verkeer. Rammelen van ramen en deuren

V

Sterk, algemeen gevoeld. Opgehangen voorwerpen slingeren. Slapende mensen worden wakker.

VI

Lichte schade. Schrikreacties. Voorwerpen in huis vallen om. Lichte schade aan minder solide huizen.

VII

Schade Paniek. Schade aan veel gebouwen. Schoorstenen breken af. Golven in vijvers. Kerkklokken geven geluid.

VIII

Zware schade. Algehele paniek. Algemene schade aan gebouwen. Zwakke bouwwerken gedeeltelijk vernield.

IX

Verwoestend. Veel gebouwen zwaar beschadigd. Schade aan funderingen. Ondergrondse pijpleidingen breken.

X

Buitengewoon verwoestend. Verwoesting van vele gebouwen. Schade aan dammen en dijken. Grondverplaatsing en scheuren in de aarde.

XI

Catastrofaal. Algemene verwoesting van gebouwen. Rails worden verbogen. Ondergrondse leidingen vernield.

XII

Buitengewoon Catastrofaal. Algemene verwoesting. Verandering in het landschap. Scheuren in rotsen. Talloze vernielingen

Deze schaal is in 1964 voor Europa aangepast en wordt aangeduid als de MSK-intensiteitsschaal, genoemd naar de ontwerpers Medvedev, Sponheuer en Karnik. Inmiddels hanteert men in Europa sinds 1992 een Europese Macroseismische Schaal (EMS92). Voor aardbevingen in Nederland is de maximaal te verwachten intensiteit VII à VIII. Dit geldt met name voor het zuidoosten van het land. De beving bij Roermond op 13 april 1992 bereikte een waarde van ruim VII.

Het verschil tussen de intensiteitsschaal van Mercalli en de magnitude schaal van Richter

Tussen de intensiteit en de magnitude van een aardbeving bestaat een duidelijk verschil. De intensiteit van een beving is afhankelijk van de plaats van waarneming. Daarentegen is de magnitude volgens de schaal van Richter onafhankelijk van de plaats op aarde waar deze wordt berekend en dus karakteristiek voor de kracht van de aardbeving zelf. Zo heeft een krachtige aardbeving op grote diepte een relatief geringe intensiteit aan het aardoppervlak, echter wel verspreid over een groot gebied. Anderzijds kan een zwakke aardbeving een hoge intensiteit bereiken wanneer deze op geringe diepte plaatsvindt.

Met dank aan Berke en Jan voor het presenteren van deze materie en de aanwezige groep voor de interactie.                                                                                                                                     LBe

17:10 Gepost door LBe | Permalink | Commentaren (1) |  Facebook |

Commentaren

Schaal van Richter en tektonsiche gedragingen Jan en Berke,
mooie presentatie. Weet zeker dat men er iets van opgestoken heeft!!

Gepost door: LBe | 12-02-06

De commentaren zijn gesloten.