حجم الموجة السطحية

حجم الموجة السطحية (${\displaystyle M_{s}}$يُعدّ مقياس ريختر أحد مقاييس الشدة الزلزالية المستخدمة في علم الزلازل لوصف حجم الزلزال . وهو يعتمد على قياسات موجات رايلي السطحية التي تنتقل على طول الطبقات العليا من الأرض. ويرتبط هذا المقياس بمقياس الشدة المحلي الذي اقترحه تشارلز فرانسيس ريختر عام 1935، مع تعديلات أجراها كل من ريختر وبينو غوتنبرغ خلال أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين. ^{[ 1 ] [ 2 ]} ويُستخدم حاليًا في جمهورية الصين الشعبية كمعيار وطني ( GB 17740-1999 ) لتصنيف الزلازل. ^{[ 3 ]}

شجع النجاح الذي حققه تطوير مقياس الشدة المحلية غوتنبرغ وريشتر على تطوير مقاييس الشدة بناءً على رصد الزلازل البعيدة. وقد تم تطوير مقياسين، أحدهما يعتمد على الموجات السطحية،${\displaystyle M_{s}}$وواحد عن موجات الجسم،${\displaystyle M_{b}}$تُنتج الموجات السطحية ذات الفترة الزمنية القريبة من 20 ثانية عمومًا أكبر السعات على جهاز قياس الزلازل القياسي طويل المدى، ولذلك تُستخدم سعة هذه الموجات لتحديد${\displaystyle M_{s}}$باستخدام معادلة مشابهة لتلك المستخدمة في${\displaystyle M_{L}}$.

يمكن أن تكون مقادير الزلازل المسجلة حتى منتصف القرن العشرين، والتي تُنسب عادةً إلى مقياس ريختر ، إما${\displaystyle M_{s}}$أو${\displaystyle M_{L}}$.

الصيغة المستخدمة لحساب مقدار الموجة السطحية هي: ^{[ 3 ]}

${\displaystyle M_{s}=\log _{10}\left({\frac {A}{T}}\right)_{\text{max}}+\sigma (\Delta )\,,}$

حيث A هي أقصى إزاحة للجسيمات في الموجات السطحية ( المجموع الاتجاهي للإزاحتين الأفقيتين) بوحدة الميكرومتر ، وT هي الفترة المقابلة بوحدة الثانية (عادةً 20 ± 2 ثانية)، وΔ هي المسافة البؤرية بوحدة الدرجة ، و

${\displaystyle \sigma (\Delta )=1.66\cdot \log _{10}(\Delta )+3.5\,.}$

تم اشتقاق عدة صيغ لهذه المعادلة على مدار القرن العشرين، مع اختلافات طفيفة في القيم الثابتة. ^{[ 2 ] [ 4 ]} منذ الصيغة الأصلية لـ${\displaystyle M_{s}}$تم اشتقاق هذه القيمة لاستخدامها مع الموجات الزلزالية البعيدة ، وتحديداً الزلازل الضحلة التي تحدث على مسافات تزيد عن 100  كيلومتر من جهاز الاستقبال الزلزالي، ويجب إضافة تصحيحات إلى القيمة المحسوبة للتعويض عن مراكز الزلازل التي تقع على عمق يزيد عن 50  كيلومترًا أو على بعد أقل من 20 درجة من جهاز الاستقبال. ^{[ 4 ]}

للاستخدام الرسمي من قبل الحكومة الصينية، ^{[ 3 ]} يجب قياس الإزاحتين الأفقيتين في نفس الوقت أو في غضون 1/8 من الدورة؛ إذا كانت الإزاحتان لهما دورات مختلفة، فيجب استخدام مجموع مرجح:

${\displaystyle T={\frac {T_{N}A_{N}+T_{E}A_{E}}{A_{N}+A_{E}}}\,,}$

حيث أن A _N هي الإزاحة من الشمال إلى الجنوب بالميكرومتر، و A _E هي الإزاحة من الشرق إلى الغرب بالميكرومتر، و T _N هي الفترة الزمنية المقابلة لـ A _N بالثواني، و T _E هي الفترة الزمنية المقابلة لـ A _E بالثواني.

اقترح فلاديمير توبياس ورينهارد ميتاج ربط حجم الموجة السطحية بمقياس الحجم المحلي M _L ، باستخدام ^{[ 5 ]}

${\displaystyle M_{s}=-3.2+1.45M_{L}}$

وتشمل الصيغ الأخرى ثلاث صيغ منقحة اقترحها تشين جونجي وآخرون: ^{[ 6 ]}

${\displaystyle M_{s}=\log _{10}\left({\frac {A_{\text{max}}}{T}}\right)+1.54\cdot \log _{10}(\Delta )+3.53}$

${\displaystyle M_{s}=\log _{10}\left({\frac {A_{\text{max}}}{T}}\right)+1.73\cdot \log _{10}(\Delta )+3.27}$

و

${\displaystyle M_{s}=\log _{10}\left({\frac {A_{\text{max}}}{T}}\right)-6.2\cdot \log _{10}(\Delta )+20.6}$

• مقاييس قوة الزلازل

• روبرت إي. والاس، محرر (1991). "نظام صدع سان أندرياس، كاليفورنيا (ورقة بحثية رقم 1515)" . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . تاريخ الاسترجاع: 14 سبتمبر 2008 .