Măsurarea cutremurelor.Magnitudinea și intensitatea

Clasificarea cutremurelor în funcție de severitatea lor poate ajuta la determinarea zonelor de hazard seismic și la stabilirea metodelor de protecție seismică.

Severitatea unui cutremur este caracterizată de daunele pe care acesta le provoacă și de modul și de forța cu care acesta se manifestă. Calcularea mărimii cutremurelor a fost posibilă odată cu apariția seismografelor. Pană la apariția aparatelor de măsurare, severitatea unui cutremur era evaluată în funcție de efectele produse la suprafața terenului, efecte ce diferă de la un amplasament la altul și de la o zonă la alta.

Intensitatea seismică descrie efectele destructive pe care un cutremur le are asupra construcțiilor, modificările de la suprafața liberă a terenului și impactul asupra comportamentului oamenilor, iar magnitudinea seismică măsoara energia eliberată în focar în momentul declanșării cutremurului.

Cei doi parametri măsoară severitatea unui cutremur din perspective diferite, cu toate acestea magnitudinea este frecvent confundată cu intensitatea. Diferența dintre magnitudine și intensitate este aceea că magnitudinea exprimă severitatea unui cutremur din punct de vedere obiectiv, măsurând energia seismică pe o scară logaritmică zecimală, iar intensitatea descrie severitatea unui seism din punct de vedere subiectiv, în funcție de efectele înregistrate in diferite amplasamente. În consecință mărimea magnitudinii pentru un eveniment seismic este unică, în schimb mărimea intensității este variabilă pentru același eveniment, fiind exprimată în funcție de efectele pe diferite amplasamente.

Exemplificativ, în epicentrul unui cutremur situat într-o zonă nelocuită, pentru o magnitudine de 7 grade (Richter), intensitatea (măsurată în general ca efect asupra construcțiilor și oamenilor) este zero. Exemplul complementar este al unei zone locuite, cu construcții vulnerabile, în care același cutremur ar putea  fi apreciat cu o intensitate de 7..8 grade (Mercalli).    

Există mai multe scări de măsurare a intensității seismice, cum ar fi scara de intensitate MSK-64 și JMA (Japan Meteorological Agency), însă cea mai folosită scară de măsurare în Europa și în Statele Unite ale Americii este scara de intensitate Mercalli Modificată – MM, denumită uzual scara Mercalli.  

Scara Mercalli este un etalon cu 12 grade exprimate prin litere romane. Cutremurele superficiale, care se simt dar nu provoacă daune, sunt încadrate în gradele I – V. Între gradele VI și XII sunt încadrate cutremurele puternice cu un potențial distrugător ridicat sau total. Astfel, în funcție de principalele efecte produse de seisme, scara Mercalli este elaborată după cum urmează :

I.Instrumental: este înregistrat de seismografe dar nu se simte.

II.Slab : este perceput de foarte puține persoane, în general la etajele superioare ale clădirilor.

III.Ușor : este perceput de oamenii din interiorul clădirilor, mai ales la etajele superioare ; candelabrele si unele obiecte ușoare se pot clinti.

IV.Moderat : este perceput de toate persoanele din interiorul clădirilor ; pereții trosnesc, ușile, ferestrele și alte obiecte se mișcă dar fără a se produce pagube. La exterior este mai puțin perceptibil.

V.Destul de puternic : este perceput de toata lumea, atât la exterior cât și în interiorul clădiilor, dar puțini se sperie și fug ; se pot sparge pahare, farfurii și alte obiecte iar construcțiile pot suferii degradări ușoare.

VI.Puternic : mișcarea este resimțită de toată lumea producând panică ; ferestrele se sparg, mobila se deplasează, iar clădirile slab executate pot fi avariate.

VII.Foarte puternic : mișcarea produce panică si îngreuneaza deplasarea oamenilor ; pagubele sunt neînsemnate în cazul clădirilor executate conform normelor iar construcțiile slab executate suferă avarii considerabile; mișcarea se simte și din automobile.

VIII.Destructiv : se înregistrează avarii considerabile la clădirile obișnuite și prăbușirea clădirilor slab efectuate. Se pot dărma coșuri, stivurile de marfa, monumente, etc.

IX:Violent : Panica este generală. Se înregistrează avarii însemnate și în cazul structurilor proiectate corespunzator, clădirile rezistente se înclină, apar crăpături in pământ iar conductele subterane se rup.

X.Intens : majoritatea clădirilor cu structuri de rezistență sunt avariate și chiar dărmate, inclusiv fundațiile acestora ; se produc alunecări de teren.

XI.Extrem : Puține structuri de rezistență rămân nedistruse. Pămantul se crapă, alunecă și suferă deformări.

XII.Catastrofal : Distrugerea este totală. Pămantul se mișcă în valuri iar obiectele sunt aruncate în aer.

Scara de magnitudine este elaborată pe baza înregistrărilor instrumentale ale mișcărilor seismice și măsoară un cutremur prin numere întregi și zecimale, în funcție de amplitudinea mișcării solului înregistrată pe seismografe. Scara Richter este una logaritmică, astfel încat amplitudinea mișcării solului este de 10 ori mai mare de la un grad la altul iar totalul de energie seismică eliberată în focar crește de aproximativ 30 de ori mai mult pentru o diferență de un grad.    

În concluzie, scara de magnitudine Richter nu oferă informații despre impactul real al unui cutremur. Pentru aprecierea daunelor se folosește scara de intensitate Mercalli. Cu toate acestea, cele două scări funcționează independent una față de cealaltă și pot fi utilizate în funcție de informația pe care o oferă. Astfel, scara intensităților poate fi mai utilă publicului larg, pe când scara de magnitudine poate fi mai utilă în ingineria seismică.