什么是矩震級?
2010-3-25

以前的地震科普材料里已經比較多地介紹過,什么是里氏震級?怎樣從近震震級ML,逐步推廣到面波震級Ms,體波震級mb?在那些材料里一般都會告訴大家,對于震源淺且距離遠的強震通常測定面波震級Ms。可是,上世紀六、七十年代,有科學家在研究全球地震年頻度與面波震級Ms的關系時發現,缺失Ms超過8.6的地震。他們認為,當Ms超過8.6以后,盡管地表出現更長的破裂,顯示出地震有更大的規模,但測定的面波震級Ms值卻很難增上去了,出現所謂震級飽和問題。于是,從反映地震斷層錯動的一個力學量:地震矩M0出發,又提出一種新的震級標度:矩震級Mw。 

  在力學里,矩的概念是用來討論物體轉動問題的。例如,用雙手放在桌子的兩邊,在水平方向上一只手向前推,另一只手向后拉,桌子就可能轉動。桌子是否轉得動以及轉動量的大小不僅與這對力的大小,而且與這對力的距離有關。這對大小相等,方向相反的力,叫做力偶。衡量這對力偶對于轉動作用大小的是力偶矩,其量值等于其中一個力的值與它們之間的距離之乘積。 
 

   為測定地震矩及矩震級,可用宏觀的方法,直接從野外測量斷層的平均位錯和破裂長度,從等震線的衰減或余震推斷震源深度,從而估計斷層面積。也可用微觀的方法,由地震波記錄反演計算這些量。 

  以往的科普材料里,在說明震級與地震烈度的區別時,常常強調,地震烈度是從地震造成的破壞程度及引起的影響反映地震的大小,而震級反映了地震波能量的大小。現在要將由里氏震級發展起來的幾種震級標度與矩震級做比較,就不能不更進一步說清楚,只有矩震級才真正反映了地震錯動的大小。那幾種震級只是抓住某一種地震波的最大振幅來標征地震的大小,它們與地震波能量大小的關系只是一種統計關系。而地震波能量也只是地震釋放總能量的一部分。又由于最常用的面波震級達8.6以后又有飽和問題,比較特大地震當然得用矩震級了。 

 
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