Seismiske bølger er vibrasjonene fra jordskjelv som reiser gjennom jorden; de er spilt inn på instrumenter som heter seismografer. Seismografer registrerer et zig-zag-spor som viser den varierende amplituden av bakkens svingninger under instrumentet. Følsomme seismografer, som forsterker disse bakkebevegelsene, kan oppdage sterke jordskjelv fra kilder hvor som helst i verden. Tiden, plasseringene og størrelsen på en jordskjelv kan bestemmes ut fra data registrert av seismografstasjoner.
Richter-størrelsesorden skala ble utviklet i 1935 av Charles F. Richter fra California Institute of Technology som et matematisk apparat for å sammenligne størrelsen på jordskjelv. Størrelsen på et jordskjelv bestemmes ut fra logaritmen til amplituden av bølger registrert av seismografer. Justeringer er inkludert for variasjonen i avstanden mellom de forskjellige seismografer og episenteret for jordskjelvene. På Richters skala uttrykkes størrelsesorden i hele tall og desimalbrøk. For eksempel kan en størrelse 5,3 beregnes for et moderat jordskjelv, og et sterkt jordskjelv kan bli vurdert til styrke 6,3. På grunn av den logaritmiske basis av skalaen, representerer hver heltalstørrelse i størrelsesorden en tidoblet økning i målt amplitude; som et estimat av energi tilsvarer hvert hele talltrinn i størrelsesskalaen frigjøringen av omtrent 31 ganger mer energi enn mengden assosiert med den forrige heltalverdien.
Til å begynne med kunne Richter Scale bare brukes på postene fra instrumenter med identisk produksjon. Nå blir instrumenter nøye kalibrert med hensyn til hverandre. Dermed kan størrelsen beregnes fra posten til en hvilken som helst kalibrert seismograf.
Jordskjelv med en størrelsesorden på omtrent 2,0 eller mindre kalles vanligvis mikroearmskjelv; de føles ikke ofte av mennesker og er vanligvis bare registrert på lokale seismografer. Hendelser med en størrelse på rundt 4,5 eller større - det er flere tusen slike sjokk årlig - er sterke nok til å bli registrert av sensitive seismografer over hele verden. Store jordskjelv, som jordskjelvet langfredag fra 1964 i Alaska, har en størrelsesorden på 8,0 eller høyere. I gjennomsnitt oppstår ett jordskjelv av en slik størrelse et sted i verden hvert år. Richter Scale har ingen øvre grense. Nylig har en annen skala blitt kalt øyeblikkets magnitude skala blitt utviklet for en mer presis studie av store jordskjelv.
Richter Scale brukes ikke til å uttrykke skade. Et jordskjelv i et tett befolket område som resulterer i mange dødsfall og betydelig skade kan har samme størrelse som et sjokk i et avsidesliggende område som ikke gjør noe annet enn å skremme dyreliv. Jordskjelv i store størrelser som oppstår under havene kan ikke engang føles av mennesker.
NEIS Intervju
Følgende er en transkripsjon av et NEIS-intervju med Charles Richter:
Hvordan ble du interessert i seismologi?
CHARLES RICHTER: Det var virkelig en lykkelig ulykke. På Caltech jobbet jeg med doktorgraden min. i teoretisk fysikk under Dr. Robert Millikan. En dag ringte han meg inn på kontoret sitt og sa at Seismological Laboratory lette etter en fysiker; dette var ikke linjen min, men var jeg i det hele tatt interessert? Jeg snakket med Harry Wood som hadde ansvaret for laboratoriet; og som et resultat ble jeg medlem av hans stab i 1927.
Hva var opprinnelsen til instrumentalstørrelsesskalaen?
CHARLES RICHTER: Da jeg begynte i Mr. Woods stab, var jeg hovedsakelig engasjert i det rutinemessige arbeidet med å måle seismogrammer og lokalisering av jordskjelv, slik at det kunne settes opp en katalog over episenter og tider med hendelse. For øvrig skylder seismologi en stort sett ukjent gjeld til den vedvarende innsatsen til Harry O. Wood for å få til det seismologiske programmet i Sør-California. På den tiden samarbeidet Mr. Wood med Maxwell Alien om en historisk gjennomgang av jordskjelv i California. Vi spilte inn på syv stasjoner med stor avstand, alle med Wood-Anderson torsjonsseismografer.
Hvilke modifikasjoner var involvert for å anvende skalaen på jordskjelv over hele verden?
CHARLES RICHTER: Du påpeker ganske riktig at den opprinnelige størrelsesskalaen som jeg publiserte i 1935 ble det bare satt opp for Sør-California og for de spesielle typene seismografer som var i bruk der. I 1936 ble samarbeidet med Dr. Gutenberg påbegynt å utvide skalaen til jordskjelv over hele verden og til opptak på andre instrumenter. Dette innebar bruk av rapporterte amplituder av overflatebølger med perioder på omtrent 20 sekunder. For øvrig gjør den vanlige betegnelsen på størrelsesskalaen til mitt navn mindre enn rettferdighet til stor rolle som Dr. Gutenberg spilte i å utvide skalaen til å gjelde jordskjelv i alle deler av landet verden.
Mange mennesker har feil inntrykk av at størrelsen på Richter er basert på en skala fra 10.
CHARLES RICHTER: Jeg må gjentatte ganger rette opp denne troen. På en måte innebærer størrelsen trinn på 10 fordi hver økning av en størrelsesorden representerer en tidoblet forsterkning av bakkebevegelsen. Men det er ingen skala på 10 i betydningen en øvre grense som for intensitetsskalaer; ja, jeg er glad for at pressen nå viser til den åpne Richter-skalaen. Størrelsesnummer representerer ganske enkelt måling fra en seismografoppføring - logaritmisk for å være sikker, men uten underforstått tak. De høyeste størrelsesnivåene som tildeles til faktiske jordskjelv er omtrent 9, men det er en begrensning i jorden, ikke i skalaen.
Det er en annen vanlig misforståelse at størrelsesskalaen i seg selv er et slags instrument eller apparat. Besøkende vil ofte be om å "se skalaen." De blir forvirret ved å bli henvist til tabeller og diagrammer som brukes til å anvende skalaen på målinger tatt fra seismogrammene.
Ingen tvil om at du ofte blir spurt om forskjellen mellom styrke og intensitet.
CHARLES RICHTER: Det skaper også stor forvirring blant publikum. Jeg liker å bruke analogien med radiosendinger. Det gjelder i seismologi fordi seismografer, eller mottakerne, registrerer bølger med elastisk forstyrrelse, eller radiobølger, som er utstrålt fra jordskjelvkilden, eller kringkasterstasjonen. Størrelsen kan sammenlignes med kraftuttaket i kilowatt på en sendestasjon. Lokal intensitet på Mercalli-skalaen kan deretter sammenlignes med signalstyrken på en mottaker på en gitt lokalitet; faktisk kvaliteten på signalet. Intensitet som signalstyrke vil vanligvis falle av med avstand fra kilden, selv om det også avhenger av de lokale forholdene og veien fra kilden til punktet.
Den siste tiden har det vært interesse for å revurdere hva som menes med "størrelsen på et jordskjelv."
CHARLES RICHTER: Raffinering er uunngåelig i vitenskapen når du har foretatt målinger av et fenomen i lang tid. Vår opprinnelige hensikt var å definere størrelsesorden strengt med tanke på instrumentelle observasjoner. Hvis man introduserer begrepet "energi fra et jordskjelv", er det en teoretisk avledet mengde. Hvis forutsetningene brukt i beregning av energi blir endret, påvirker dette alvorlig det endelige resultatet, selv om den samme datamengden kan brukes. Så vi prøvde å holde tolkningen av "jordskjelvets størrelse" så tett knyttet til de faktiske instrumentobservasjonene som mulig. Det som selvfølgelig kom frem, var at størrelsesskalaen forutsatte at alle jordskjelv var like bortsett fra en konstant skaleringsfaktor. Og dette viste seg å være nærmere sannheten enn vi forventet.