مقیاس بزرگی ریشتر

در سال ۱۹۳۵ جهت تعیین انرژی آزاد شده توسط هر زمین‌لرزه، معادله‌ای توسط چارلز فرانسیس ریشتر و بنو گوتنبرگ ارائه شد که میزان انرژی آزاد شده در کانون زمین‌لرزه را بر اساس لگاریتم بیشترین مقدار جابه‌جایی افقی ثبت شده توسط لرزه‌سنج مشخص می‌کرد.

چارلز فرانسیس ریشتر (۱۹۰۰–۱۹۸۵)

در این روش دامنه حرکات زمین در فاصله ۱۰۰ کیلومتری محل وقوع زمین‌لرزه توسط دستگاه لرزه‌سنج وود-اندرسون ثبت می‌شود؛ بنابراین بزرگای محلی ریشتر به صورت لگاریتم مبنای ۱۰ دامنه لرزه‌سنج در فاصله ۱۰۰ کیلومتری تعریف می‌شود. اگر بزرگی زمین‌لرزه‌ای M در مقیاس ریشتر باشد. انرژی آزاد شده آن زمین‌لرزه E در یکای اِرگ خواهد بود:

LogE = 11.8 + 1.5M

معادله بالا نشان می‌دهد که اضافه شدن هر یک درجه به بزرگی زمین‌لرزه، انرژی آزاد شده آن تقریباً ۱٫۵^۱۰ یا ۳۱٫۶ برابر بیشتر می‌شود. انرژی یک زمین‌لرزه ۸ ریشتری برابر با انرژی انفجار یک میلیارد تن تی‌اِن‌تی (تری‌نیتروتولوئن) برآورد شده‌است.

به عبارتی می‌توان توان ۰٫۵ عدد۱۰۰۰ را برای هر بزرگی نسبت به عدد کمتر در نظر گرفت. برای نمونه: انرژی آزاد شده ۷ ریشتری * رادیکال ۱۰۰۰ = انرژی آزاد شده ۸ ریشتری

زمین‌لرزه‌های با ابعاد کمتر از ۴ ریشتر، بارها در طول سال اتفاق می‌افتند. اما توسط انسان حس نمی‌شوند و خطری نیز به همراه ندارند. در مقابل، زمین‌لرزه‌های با ابعاد بالای ۷ ریشتر چندان شایع نیستند و با افزایش شدت زمین‌لرزه، اثر تخریبی آن نیز افزایش می‌یابد.

میزان انرژی رسیده به هر نقطه از سطح زمین علاوه بر میزان انرژی آزادشده در کانون زمین‌لرزه یه مجموعه عواملی نظیر عمق زمین‌لرزه (فاصله کانون زمین‌لرزه از مرکز روزمینی زمین‌لرزه)، جنس خاک و … بستگی دارد. به بیان دیگر ریشتر تنها از روی دامنه بلندترین موج لرزه‌ها، بزرگی زمین‌لرزه را محاسبه می‌کند و هیچ مشخصه فیزیکی اساسی دیگری از امواج زمین‌لرزه برای محاسبه در نظر گرفته نمی‌شد. ایرادی که خود ریشتر نیز به آن اذعان داشت.

این دو پژوهشگر، معادله ریشتر را با بررسی گسل‌های منطقه جنوب ایالت کالیفرنیا ارائه کرده بودند. با بیشتر شدن ایستگاه‌های لرزه‌نگاری در جهان مشخص شد که مقیاس ریشتر تنها برای زمین لرزه‌هایی با فرکانس مشخص و در جغرافیایی با فواصل محدود کاربرد دارد.

در نتیجه ریشتر مقیاس کاملی برای توصیف همه‌جانبه زمین‌لرزه نیست. از همین رو خسارت‌های وارده در زمین‌لرزه‌های دارای درجه یکسان، ممکن است بسیار متفاوت باشد و پرسش و بیان مقاومت ساختمان‌ها در برابر زمین‌لرزه با بزرگی خاصی در مقیاس ریشتر از نظر فنی بی‌معناست.

برای حل مشکل سنجش برزگی زمین‌لرزه، در سال ۱۹۷۰ سازمان زمین‌شناسی آمریکا یکای مقیاس بزرگای گشتاوری را ارائه کرد. نتایج این یکا برای زلزله‌های متوسط (با بزرگای گشتاوری تقریباً ۵) مشابه ریشتر است. اما برای زلزله‌های بزرگ‌تر از ۵ بزرگای گشتاوری، مقیاس بزرگای گشتاوری بسیار دقیق‌تر است.

در دانش و مهندسی لرزه‌شناسی معیارهای دیگری برای بیان سایر خصوصیات زمین‌لرزه وجود دارد. برای بیان مقدار شدت (قدرت تخریب) زمین‌لرزه از مقیاس شدت مرکالی استفاده می‌شود.

توجه شود که بزرگی زمین‌لرزه همیشه با شدت (قدرت تخریب) زمین‌لرزه رابطه مستقیم ندارد؛ مثلاً در زمین‌لرزه ۲۰۱۰ شیلی با بزرگای گشتاوری ۸٫۸، ۷۰۸ نفر کشته شدند. در حالی که در همان سال در زمین‌لرزه ۲۰۱۰ هائیتی به بزرگای گشتاوری ۷ بیش از ۲۰۰ هزار نفر کشته شدند.