什么是矩震级?
2010-3-25

以前的地震科普材料里已经比较多地介绍过,什么是里氏震级?怎样从近震震级ML,逐步推广到面波震级Ms,体波震级mb?在那些材料里一般都会告诉大家,对于震源浅且距离远的强震通常测定面波震级Ms。可是,上世纪六、七十年代,有科学家在研究全球地震年频度与面波震级Ms的关系时发现,缺失Ms超过8.6的地震。他们认为,当Ms超过8.6以后,尽管地表出现更长的破裂,显示出地震有更大的规模,但测定的面波震级Ms值却很难增上去了,出现所谓震级饱和问题。于是,从反映地震断层错动的一个力学量:地震矩M0出发,又提出一种新的震级标度:矩震级Mw。 

  在力学里,矩的概念是用来讨论物体转动问题的。例如,用双手放在桌子的两边,在水平方向上一只手向前推,另一只手向后拉,桌子就可能转动。桌子是否转得动以及转动量的大小不仅与这对力的大小,而且与这对力的距离有关。这对大小相等,方向相反的力,叫做力偶。衡量这对力偶对于转动作用大小的是力偶矩,其量值等于其中一个力的值与它们之间的距离之乘积。 
 

   为测定地震矩及矩震级,可用宏观的方法,直接从野外测量断层的平均位错和破裂长度,从等震线的衰减或余震推断震源深度,从而估计断层面积。也可用微观的方法,由地震波记录反演计算这些量。 

  以往的科普材料里,在说明震级与地震烈度的区别时,常常强调,地震烈度是从地震造成的破坏程度及引起的影响反映地震的大小,而震级反映了地震波能量的大小。现在要将由里氏震级发展起来的几种震级标度与矩震级做比较,就不能不更进一步说清楚,只有矩震级才真正反映了地震错动的大小。那几种震级只是抓住某一种地震波的最大振幅来标征地震的大小,它们与地震波能量大小的关系只是一种统计关系。而地震波能量也只是地震释放总能量的一部分。又由于最常用的面波震级达8.6以后又有饱和问题,比较特大地震当然得用矩震级了。 

 
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