Thang độ lớn mô men

Thang độ lớn mô men (tiếng Anh: moment magnitude scale, MMS; được ký hiệu rõ là M_w  hoặc Mwg, và thường ngầm hiểu khi sử dụng ký hiệu M đơn lẻ) là một cách đo độ lớn của động đất được phát triển năm 1979 bởi Tom Hanks và Kanamori Hiroo để kế tiếp thang Richter (M_L , thang độ lớn địa phương), và được sử dụng bởi các nhà địa chấn học để so sánh năng lượng được phát ra bởi động đất. Độ lớn mô men $M_{\mathrm {w} }$ là số không thứ nguyên được tính theo công thức

M_{\mathrm {w} }={2 \over 3}\left(\log _{10}{M_{0}}-9.1\right)={2 \over 3}\left(\log _{10}{M_{0}}-16.1\right),

trong đó, $M_{0}$ là mô men địa chấn. Ta dùng công thức đầu nếu $M_{0}$ đo bằng N.m và công thức sau nếu $M_{0}$ đo bằng dyn.cm. Ký hiệu của thang độ lớn mô men là $M_{\mathrm {w} }$ , trong đó, chữ w tiểu là công cơ học được thực hiện. Năng lượng được phát ra bởi một trận động đất có độ 8 theo thang lôgarit này bằng 10^1,5 = 31,6 lần năng lượng của một trận có độ 7, và một trận có độ 9 mạnh bằng 10³ = 1.000 lần của một trận có độ 7.

Các hằng số trong công thức được chọn để cho những độ lớn mô men ước lượng gần ứng với các thang khác, như là thang Richter. Một thuận lợi của thang độ lớn mô men là, khác với các thang độ lớn kia, nó không bão hòa đối với các độ lớn, tức là không có một giá trị mà các động đất mạnh hơn gần như cùng độ lớn. Ví thế, độ lớn mô men mới là cách phổ biến nhất để ước lượng độ lớn của trận động đất lớn.

Báo chí không chuyên môn về khoa học thường nói ra độ lớn động đất "theo thang Richter". Tuy nhiên, phần nhiều độ lớn được tính ra ngày nay thực sự tính theo thang độ lớn mô men, vì thang Richter cũ hơn không thích hợp với các độ lớn hơn 6,8. Trung tâm Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) không dùng thang $M_{\mathrm {w} }$ đối với các trận động đất có độ lớn nhỏ hơn 3,5.

Các subtype của thang độ lớn mô men (ví dụ: M_ww …) phản ánh các cách ước tính mô men địa chấn khác nhau.

Nguồn

Abe, Katsuyuki (1982), “Magnitude, seismic moment and apparent stress for major deep earthquakes”, Journal of Physics of the Earth, 30 (4): 321–330, doi:10.4294/jpe1952.30.321
Aki, Keiiti (1966a), “Generation and propagation of G waves from the Niigata earthquake of June 14, 1964. Part 1. A statistical analysis” (PDF), Bulletin of the Earthquake Research Institute, 44, tr. 23–72
Aki, Keiiti (1966b), “Generation and propagation of G waves from the Niigata earthquake of June 14, 1964. Part 2. Estimation of earthquake moment, released energy and stress-strain drop from G wave spectrum” (PDF), Bulletin of the Earthquake Research Institute, 44, tr. 73–88
Aki, Keiiti (tháng 4 năm 1972), “Earthquake Mechanism”, Tectonophysics, 13 (1–4): 423–446, Bibcode:1972Tectp..13..423A, doi:10.1016/0040-1951(72)90032-7
Aki, Keiiti; Richards, Paul G. (2002), Quantitative Seismology (ấn bản thứ 2), University Science Books, ISBN 0-935702-96-2
Ben-Menahem, Ari (tháng 8 năm 1995), “A Concise History of Mainstream Seismology: Origins, Legacy, and Perspectives” (PDF), Bulletin of the Seismological Society of America, 85 (4), tr. 1202–1225, Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 4 tháng 3 năm 2016, truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2024
Beroza, G. C.; Kanamori, Hiroo (2015), “4.01 Earthquake Seismologoy: An Introduction and Overview”, trong Schubert, Gerald (biên tập), Treatise on Geophysics, 4: Earthquake Seismology (ấn bản thứ 2), doi:10.1016/B978-0-444-53802-4.00069-5, ISBN 9780444538024
Bormann; Di Giacomo (2011), “The moment magnitude M_w and the energy magnitude M_e: common roots and differences”, Journal of Seismology, 15 (2): 411–427, Bibcode:2011JSeis..15..411B, doi:10.1007/s10950-010-9219-2, S2CID 130294359
Bormann, Peter; Saul, Joachim (2009), “Earthquake Magnitude” (PDF), Encyclopedia of Complexity and Applied Systems Science, 3, tr. 2473–2496
Bormann, Peter; Wendt, Siegfried; Di Giacomo, Dominico (2013), “Chapter 3: Seismic Sources and Source Parameters”, trong Bormann (biên tập), New Manual of Seismological Observatory Practice 2 (NMSOP-2), doi:10.2312/GFZ.NMSOP-2_ch3, Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 4 tháng 8 năm 2019, truy cập ngày 15 tháng 8 năm 2017
Boyle, Alan (12 tháng 5 năm 2008), Quakes by the numbers, MSNBC, Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 5 năm 2008, truy cập ngày 12 tháng 5 năm 2008, That original scale has been tweaked through the decades, and nowadays calling it the "Richter scale" is an anachronism. The most common measure is known simply as the moment magnitude scale.
Byerly, Perry (20 tháng 5 năm 1960), “Earthquake Mechanisms”, Science, 131 (3412): 1493–1496, Bibcode:1960Sci...131.1493B, doi:10.1126/science.131.3412.1493, PMID 17802489.
Choy, George L.; Boatwright, John L. (10 tháng 9 năm 1995), “Global patterns of radiated seismic energy and apparent stress”, Journal of Geophysical Research, 100 (B9): 18205–18228, Bibcode:1995JGR...10018205C, doi:10.1029/95JB01969, Bản gốc lưu trữ ngày 6 tháng 6 năm 2011, truy cập ngày 21 tháng 3 năm 2010
Dahlen, F. A. (tháng 2 năm 1977), “The balance of energy in earthquake faulting”, Geophysical Journal International, 48 (2): 239–2261, Bibcode:1977GeoJ...48..239D, doi:10.1111/j.1365-246X.1977.tb01298.x
Deichmann, Nicholas (tháng 8 năm 2006), “Local Magnitude, a Moment Revisited”, Bulletin of the Seismological Society of America, 96 (4a): 1267–1277, Bibcode:2006BuSSA..96.1267D, CiteSeerX 10.1.1.993.2211, doi:10.1785/0120050115
Dziewonski; Chou; Woodhouse (10 tháng 4 năm 1981), “Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of global and regional seismicity” (PDF), Journal of Geophysical Research, 86 (B4): 2825–2852, Bibcode:1981JGR....86.2825D, doi:10.1029/JB086iB04p02825, Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 7 tháng 5 năm 2019, truy cập ngày 7 tháng 5 năm 2019
Dziewonski, Adam M.; Gilbert, Freeman (1976), “The effect of small aspherical perturbations on travel times and a re-examination of the corrections for ellipticity”, Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, 44 (1), tr. 7–17, Bibcode:1976GeoJ...44....7D, doi:10.1111/j.1365-246X.1976.tb00271.x.
Gutenberg, Beno (31 tháng 12 năm 1944), “Amplitudes of surface Waves and magnitudes of shallow earthquakes” (PDF), Bulletin of the Seismological Society of America, 35 (1): 3–12, Bibcode:1945BuSSA..35....3G, doi:10.1785/BSSA0350010003
Gutenberg, Beno (31 tháng 3 năm 1945), “Amplitudes of P, PP, and S and magnitude of shallow earthquakes” (PDF), Bulletin of the Seismological Society of America, 35 (2): 57–69, Bibcode:1945BuSSA..35...57G, doi:10.1785/BSSA0350020057
Gutenberg, Beno; Richter, Charles F. (31 tháng 3 năm 1956), “Earthquake magnitude, intensity, energy, and acceleration (Second Paper)” (PDF), Bulletin of the Seismological Society of America, 46 (2), tr. 105–145, doi:10.1785/BSSA0460020105
Gutenberg, Beno; Richter, Charles F. (1956b), “Magnitude and energy of earthquakes”, Annali di Geofisica, 9 (1), tr. 1–15.
Hanks, Thomas C.; Kanamori, Hiroo (10 tháng 5 năm 1979), “A Moment magnitude scale” (PDF), Journal of Geophysical Research, 84 (B5): 2348–2350, Bibcode:1979JGR....84.2348H, doi:10.1029/JB084iB05p02348, lưu trữ bản gốc ngày 21 tháng 8 năm 2010Quản lý CS1: URL hỏng (liên kết).
Honda, Hirokichi (1962), “Earthquake Mechanism and Seismic Waves”, Journal of Physics of the Earth, 10 (2): 1–98, doi:10.4294/jpe1952.10.2_1.
International Seismological Centre, ISC-EHB Bulletin, Thatcham, Vương quốc Liên hiệp Anh và Bắc Ireland, http://www.isc.ac.uk/Quản lý CS1: postscript (liên kết)
Julian, Bruce R.; Miller, Angus D.; Foulger, G. R. (tháng 11 năm 1998), “Non-Double-Couple Earthquakes 1. Theory”, Reviews of Geophysics, 36 (4): 525–549, Bibcode:1998RvGeo..36..525J, doi:10.1029/98rg00716.
Kanamori, Hiroo (10 tháng 7 năm 1977), “The energy release in great earthquakes” (PDF), Journal of Geophysical Research, 82 (20): 2981–2987, Bibcode:1977JGR....82.2981K, doi:10.1029/jb082i020p02981.
Kanamori, Hiroo (2 tháng 2 năm 1978), “Quantification of Earthquakes” (PDF), Nature, 271 (5644): 411–414, Bibcode:1978Natur.271..411K, doi:10.1038/271411a0, S2CID 4185100.
Kanamori, Hiroo; Anderson, Don L. (tháng 10 năm 1975), “Theoretical basis of some empirical relations in seismology” (PDF), Bulletin of the Seismological Society of America, 65 (5), tr. 1073–1095.
Kassaras, Ioannis G.; Kapetanidis, Vasilis (2018), “Resolving the Tectonic Stress by the Inversion of Earthquake Focal Mechanisms. Application in the Region of Greece. A Tutorial”, trong D'Amico, Sebastiano (biên tập), Moment Tensor Solutions: A Useful Tool for Seismotectonics, Springer Natural Hazards, tr. 405–452, doi:10.1007/978-3-319-77359-9_19, ISBN 978-3-319-77358-2.
Kostrov, B. V. (1974), “Seismic moment and energy of earthquakes, and seismic flow of rock [in Russian]”, Izvestiya, Akademi Nauk, USSR, Physics of the Solid Earth, 1, tr. 23–44 (English Trans. 12–21).
Maruyama, Takuo (tháng 1 năm 1963), “On the force equivalents of dynamical elastic dislocations with reference to the earthquake mechanism”, Bulletin of the Earthquake Research Institute, 41, tr. 467–486.
Miyake, Teru (October–December 2017), “Magnitude, moment, and measurement: The seismic mechanism controversy and its resolution”, Studies in History and Philosophy of Science, 65–66: 112–120, Bibcode:2017SHPSA..65..112M, doi:10.1016/j.shpsa.2017.02.002, hdl:10220/44522, PMID 29195644.
Pujol, Josè (March–April 2003b), “The Body Force Equivalent to an Earthquake: A Tutorial”, Seismological Research Letters, 74 (2): 163–168, Bibcode:2003SeiRL..74..163P, CiteSeerX 10.1.1.915.6064, doi:10.1785/gssrl.74.2.163.
Richter, Charles F. (tháng 1 năm 1935), “An Instrumental Earthquake Magnitude Scale” (PDF), Bulletin of the Seismological Society of America, 25 (1): 1–32, Bibcode:1935BuSSA..25....1R, doi:10.1785/BSSA0250010001, Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 10 tháng 7 năm 2018, truy cập ngày 5 tháng 3 năm 2019.
Richter, Charles F. (1958), Elementary Seismology, W. H. Freeman, ISBN 978-0716702115, LCCN 58-5970
Stauder, William (1962), “The Focal Mechanisms of Earthquakes”, trong Landsberg, H. E.; Van Mieghem, J. (biên tập), Advances in Geophysics, 9, tr. 1–76, doi:10.1016/S0065-2687(08)60527-0, ISBN 9780120188093, LCCN 52-1226.
Steketee, J.A. (1958a), “On Volterra's dislocations in a semi-infinite elastic medium”, Canadian Journal of Physics, 36 (2): 192–205, Bibcode:1958CaJPh..36..192S, doi:10.1139/p58-024.
Steketee, J.A. (1958b), “Some geophysical applications of the elasticity theory of dislocations”, Canadian Journal of Physics, 36 (9): 1168–1198, Bibcode:1958CaJPh..36.1168S, doi:10.1139/p58-123.
Suzuki, Yasumoto (tháng 6 năm 2001), “Kiyoo Wadati and the path to the discovery of the intermediate-deep earthquake zone”, Episodes, 24 (2): 118–123, doi:10.18814/epiiugs/2001/v24i2/006.
Thatcher, Wayne; Hanks, Thomas C. (10 tháng 12 năm 1973), “Source parameters of southern California earthquakes”, Journal of Geophysical Research, 78 (35): 8547–8576, Bibcode:1973JGR....78.8547T, doi:10.1029/JB078i035p08547.
Tsuboi, S.; Abe, K.; Takano, K.; Yamanaka, Y. (tháng 4 năm 1995), “Rapid Determination of M_w from Broadband P Waveforms”, Bulletin of the Seismological Society of America, 85 (2), tr. 606–613.
Udías, Agustín (1991), “Source Mechanism of Earthquakes”, Advances in Geophysics Volume 33, 33, tr. 81–140, Bibcode:1991AdGeo..33...81U, doi:10.1016/S0065-2687(08)60441-0, ISBN 9780120188338.
Utsu, T. (2002), Lee, W.H.K.; Kanamori, H.; Jennings, P.C.; Kisslinger, C. (biên tập), “Relationships between magnitude scales”, International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology, International Geophysics, Academic Press, A (81), tr. 733–746.
Venkataraman, Anupama; Kanamori, H. (11 tháng 5 năm 2004), “Observational constraints on the fracture energy of subduction zone earthquakes” (PDF), Journal of Geophysical Research, 109 (B05302), tr. B05302, Bibcode:2004JGRB..109.5302V, doi:10.1029/2003JB002549.
Das, Ranjit; Menesis, Claudio; Urrutia, Diego (15 tháng 5 năm 2023). “Regression relationships for conversion of body wave and surface wave magnitudes toward Das magnitude scale, Mwg”. Natural Hazards (bằng tiếng Anh). 117 (1): 365–380. Bibcode:2023NatHa.117..365D. doi:10.1007/s11069-023-05863-9. ISSN 0921-030X. Bài viết này tích hợp văn bản đã phát hành theo giấy phép CC BY 4.0.