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地震震级的概念

  地震震级是某次地震的属性,某个地震只会有一个震级。比如 1995 年阪神大地震是矩震级 6.8,2008 年汶川大地震是矩震级是 7.9。


  注意到,可能对于某次地震,不同媒体的报道有所不同,那是因为他们采用了不同的震级标准。由于历史原因,不同的专家学者发明过不同的震级标准,比如里氏震级、面波震级、体波震级等等。比如说,有些国内官方媒体采用的就是面波震级,所以 2008 年汶川大地震的震级为面波震级 8.0。目前大家认为比较合理的、应用较广泛的是矩震级。


  震级是什么意思呢?简单说,震级衡量的是地震的大小,或者严谨一点,地震所释放的能量的大小。某次地震所释放的总能量是固定的,所以它的震级也是唯一的。


  绝大多数地震是由断层引起的,地震所释放的能量的大小,取决于引发地震的断层的大小、断层两边相对运动的距离、断层处的岩石强度。断层的面积乘以断层移动的距离再乘以岩石的剪切模量,得到的就是 Seismic Moment,也就是所谓的地震矩。这个地震矩的数值,直接反映了地震释放能量的大小。


  而矩震级就是对地震矩的衡量,这两者之间的关系是:


  其中地震矩 M0 的单位为牛乘以米。注意到,地震矩和矩震级之间是三分之二 log 的关系。换言之,震级大一级,地震矩变为原来的 10 的 1.5 次方倍,也就是 31.6 倍;震级大两级,地震矩变为原来的 31.6 的平方倍,也就是 1000 倍。


  简单地说,8 级地震释放的能量,是 7 级的 31.6 倍,6 级的 1000 倍,5 级的 31623 倍,4 级的 1000000 倍。


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