مقاييس شدة الزلازل

تصنف مقاييس شدة الزلازل شدة أو قوة اهتزاز الأرض (الزلزال) في موقع معين، كما هو الحال عند وقوع زلزال . وهي تختلف عن مقاييس حجم الزلازل ، التي تقيس حجم أو قوة الزلزال الإجمالية، والذي قد يسبب أو لا يسبب اهتزازًا محسوسًا.

تعتمد مقاييس شدة الزلزال على الآثار المرصودة للاهتزاز، مثل مدى شعور الناس أو الحيوانات بالذعر، ومدى وشدة الأضرار التي لحقت بمختلف أنواع المباني أو المعالم الطبيعية. ويمكن استخدام أقصى شدة مُرصودة، ومساحة المنطقة التي شُعر فيها بالاهتزاز (انظر خريطة تساوي الشدة الزلزالية أدناه)، لتقدير موقع وقوة الزلزال المصدر؛ وهذا مفيد بشكل خاص للزلازل التاريخية التي لا توجد لها سجلات رصدية.

يمكن أن تحدث اهتزازات الأرض بطرق مختلفة (كالهزات البركانية، والانهيارات الثلجية، والانفجارات الكبيرة، وغيرها)، ولكن الاهتزازات الشديدة التي تُسبب أضرارًا عادةً ما تكون ناتجة عن تمزق قشرة الأرض، والمعروفة بالزلازل . وتعتمد شدة الاهتزاز على عدة عوامل:

• حجم أو قوة الحدث المصدر، كما هو الحال عند قياسه بمقاييس مختلفة لحجم الزلازل .
• نوع الموجة الزلزالية المتولدة، واتجاهها.
• عمق الحدث.
• المسافة من الحدث المصدر.
• استجابة الموقع بسبب الجيولوجيا المحلية

تُعد استجابة الموقع مهمة بشكل خاص لأن بعض الظروف، مثل الرواسب غير المتماسكة في حوض ما، يمكن أن تضخم حركات الأرض بما يصل إلى عشرة أضعاف.

في حال عدم تسجيل الزلزال على أجهزة قياس الزلازل، يمكن استخدام خريطة تساوي شدة الزلزال، التي تُظهر شدة الهزات في مناطق مختلفة، لتقدير موقع الزلزال وقوته. ^{[ 1 ]} تُفيد هذه الخرائط أيضًا في تقدير شدة الاهتزاز، وبالتالي مستوى الضرر المتوقع من زلزال مستقبلي ذي قوة مماثلة. في اليابان، تُستخدم هذه المعلومات عند وقوع زلزال لتوقع مدى الضرر المتوقع في مناطق مختلفة. ^{[ 2 ]}

تعتمد شدة الاهتزاز الأرضي المحلي على عدة عوامل إلى جانب قوة الزلزال، ^{[ 3 ]} ومن أهمها حالة التربة. فعلى سبيل المثال، يمكن للطبقات السميكة من التربة الرخوة (مثل التربة الردمية) أن تضخم الموجات الزلزالية، غالبًا على مسافة كبيرة من مركز الزلزال. وفي الوقت نفسه، غالبًا ما تهتز الأحواض الرسوبية، مما يزيد من مدة الاهتزاز. ولهذا السبب، في زلزال لوما بريتا عام 1989 ، كانت منطقة مارينا في سان فرانسيسكو من أكثر المناطق تضررًا، على الرغم من أنها كانت تبعد حوالي 100 كيلومتر (60 ميلًا) عن مركز الزلزال. ^{[ 4 ]} كما كان للتركيبات الجيولوجية دورٌ هام، مثل انعكاس الموجات الزلزالية التي تمر أسفل الطرف الجنوبي لخليج سان فرانسيسكو عن قاعدة القشرة الأرضية باتجاه سان فرانسيسكو وأوكلاند. وقد أدى تأثير مماثل إلى توجيه الموجات الزلزالية بين الصدوع الرئيسية الأخرى في المنطقة. ^{[ 5 ]} 

وضع دومينيكو بيناتارو أول تصنيف بسيط لشدة الزلازل في ثمانينيات القرن الثامن عشر. ^{[ 6 ]} ورسم عالم الرياضيات الألماني بيتر كاسبار نيكولاس إيجن أول مقياس معروف لشدة الزلازل بالمعنى الحديث للكلمة عام 1828. إلا أن أول رسم حديث لخريطة شدة الزلازل كان من عمل روبرت ماليت ، وهو مهندس أيرلندي أُرسل من قبل إمبريال كوليدج لندن لدراسة زلزال بازيليكاتا في ديسمبر 1857 ، المعروف أيضًا باسم زلزال نابولي الكبير عام 1857. ^{[ 7 ]} أما أول مقياس معتمد على نطاق واسع لشدة الزلازل، وهو مقياس روسي-فوريل ذو العشر درجات ، فقد طُرح في أواخر القرن التاسع عشر. ^{[ 8 ]} وفي عام 1902، ابتكر عالم الزلازل الإيطالي جوزيبي ميركالي مقياس ميركالي، وهو مقياس جديد من 12 درجة. تحققت تحسينات كبيرة، لا سيما بفضل جهود تشارلز فرانسيس ريختر خلال خمسينيات القرن الماضي، عندما (1) تم اكتشاف علاقة بين شدة الزلزال وذروة تسارع الأرض (PGA؛ انظر المعادلة التي وضعها ريختر لكاليفورنيا). ^{[ 9 ]} و(2) تم وضع تعريف لقوة المباني وتصنيفها إلى مجموعات (تُسمى أنواع المباني ). بعد ذلك، تم تقييم شدة الزلزال بناءً على درجة الضرر الذي يلحق بنوع معين من المباني. وقد أدى ذلك إلى ظهور مقياس ميركالي، وكذلك مقياس MSK-64 الأوروبي الذي تلاه، والذي يتضمن عنصرًا كميًا يُمثل مدى تأثر نوع المبنى. ^{[ 10 ]} ومنذ ذلك الحين، يُطلق على هذا المقياس اسم مقياس ميركالي المُعدَّل (MMS)، وأصبحت تقييمات شدة الزلازل فيه أكثر موثوقية. ^{[ 11 ]}

بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير المزيد من مقاييس الشدة ويتم استخدامها في أجزاء مختلفة من العالم:

البلد/المنطقة	تم استخدام مقياس شدة الزلازل
الصين	مقياس ليدو (GB/T 17742–1999)
أوروبا	المقياس الزلزالي الكلي الأوروبي (EMS-98) [ 12 ]
هونغ كونغ	مقياس ميركالي المعدل (مم) [ 13 ]
الهند	مقياس ميدفيديف-سبونهوير-كارنيك
أندونيسيا	مقياس ميركالي المعدل (مم) [ 14 ]
إسرائيل	مقياس ميدفيديف-سبونهوير-كارنيك (MSK-64)
اليابان	مقياس شدة الزلازل التابع لوكالة الأرصاد الجوية اليابانية
كازاخستان	مقياس ميدفيديف-سبونهوير-كارنيك (MSK-64)
فيلبيني	مقياس شدة الزلازل PHIVOLCS (PEIS)
روسيا	مقياس ميدفيديف-سبونهوير-كارنيك (MSK-64)
تايوان	مقياس شدة الزلازل الصادر عن إدارة الأرصاد الجوية المركزية [ 15 ]
الولايات المتحدة	مقياس ميركالي المعدل (مم) [ 16 ]

• هندسة الزلازل
• تسارع الأرض الأقصى
• الأداء الزلزالي
• التسارع الطيفي

• والد، ديفيد؛ لوس ، سابين؛ سبنس، روبن؛ غوديد، تاتيانا؛ هورتاكسو، عائشة (2023). "لغة مشتركة للإبلاغ عن شدة الزلازل" . إيوس . 104. doi : 10.1029/2023eo230160 . ISSN 2324-9250 . 

• يوفر تطبيق USGS ShakeMap خرائط شبه فورية لحركة الأرض وشدة الاهتزازات في أعقاب الزلازل الكبيرة.