Magnitüd depremin kaynağında açığa çıkan enerjinin bir ölçüsü; şiddet ise depremin yapılar ve insanlar üzerindeki etkilerinin bir ölçüsüdür.
Örnek verecek olursak Türkiye’de 7 Richter büyüklüğünde bir deprem mercalli şiddet cetveli’nde 9’a,hatta 10’a karşılık gelirken, Japonya’da aynı büyüklükte bir deprem mercalli cetveli’nde 8’e karşılık gelebilir.
Deprem büyüklüğü(magnitüdü) aletsel büyüklüktür. yani, yer hareketinin sismograf ve akselografarla alınan kayıtlarına ve site araştırması denilen, faylanma yapısının ve kırık uzunluklarının yerinde incelenmesi sonucu tanımlanan, deprem hareketinin mesul olduğu yerdeki dalga hareketlerinin sayısal ifadesidir.Depremin Magnitüdü, belli bir zaman diliminde kaydedilen sismogram üzerindeki deprem dalgalarının genliğinin logaritması olarak tanımlanır. (Richter-ML, mb, MS, MW)
Depremin büyüklüğü ise kırılan yüzeyin büyüklüğünü, ve dolayisiyla ortaya çikan enerjinin düzeyini belirten bir ölçüdür. Gerçekte, depremin büyüklüğü sadece kırılan yüzeyin alanı ile oranlı değildir.
Büyüklüğü etkileyen iki etmen daha vardır: atim ve berklik (rijidite). Atim, kırılan yüzeyin iki tarafında kalan kayaçların birbirlerine göre bağlı olarak ne kadar yer değiştirdiğini belirtir. Depremle oluşan yerkabuğu dalgalanmaları yayıldığı yöne bağlı olarak çok farklı değişimlere uğrayabilir. Depremi farklı yönlerden ve farklı uzaklıklardan izleyebilmiş birçok simometre ölçümünün ortalaması alınarak daha güvenli bir sonuç elde edilir.
Daha büyük bir depremin, sismometre üzerinde daha uzun bir süre için salınımlara yolaçacağı ilkesinden hareket edilir. Depremin, sismometre üzerinde ne kadar uzun süreli bir titreşim oluşturduğu ölçülür ve deprem merkezinin uzaklığı ile ölçeklenir. Bu yöntem küçük (M<5.0) ve yakin (Uzaklik<300 km) depremeler için kullanılır.
Bu yöntem 1935’da Richter tarafından depremleri ölçmek için önerilen ilk yöntemdir. Bu yöntem de görece küçük (büyüklüğü 6.0’dan az) ve yakin (uzaklığı 700 km’den az) depremeler için kullanılır. Dogru değerlerin bulunması için sismometrelerin çok iyi kalibre edilmiş olması esastır.
Bu yöntem ilk iki yöntemin yetersiz kaldığı büyük depremleri (M>6.0) ölçmek için geliştirilmiştir. Diğer yöntemlerin aksine bu yöntemin güvenilirliği uzak mesafeden yapılan ölçümlerde daha da artar.
Yer kabuğunun içinde yayılan dalgalardır. Sismometreler bu dalga türünü de kaydedebilir.
Bu büyüklük türü, diğerlerine göre en güvenilir olanıdır. Uygulamada, sadece belli bir büyüklüğün üzerindeki depremler için (M>4.0) Moment Büyüklüğü hesaplanabilir. Deprem sırasında açığa çıkan enerjinin bir ölçüsü olarak tanımlanmaktadır. Enerjinin doğrudan doğruya ölçülmesi olanağı olmadığından, Amerika Birleşik Devletleri’nden Prof. C.Richter tarafından 1930 yıllarında bulunan bir yöntemle depremlerin aletsel bir ölçüsü olan “Magnitüd” tanımlanmıştır.
Prof.Richter, episantrdan 100 km. uzaklıkta ve sert zemine yerleştirilmiş özel bir sismografla (2800 büyütmeli, özel periyodu 0.8 saniye ve %80 sönümü olan bir Wood-Anderson torsiyon Sismografı ile) kaydedilmiş zemin hareketinin mikron cinsinden (1 mikron 1/1000 mm) ölçülen maksimum genliğinin 10 tabanına göre logaritmasını bir depremin “magnitüdü” olarak tanımlamıştır.
Bugüne dek olan depremler istatistik olarak incelendiğinde kaydedilen en büyük magnitüd değerinin 8.9 olduğu görülmektedir(31 Ocak 1906 Colombiya-Ekvator ve 2 Mart 1933 Sanriku-Japonya depremleri). Genel olarak, cisim dalgalarından hesaplanan magnitüdler (m), ile yüzey dalgalarından hesaplanan mağnitüdler de (M) ile gösterilmektedir. Her iki magnitüd değerini birbirine dönüştürecek bazı bağıntılar mevcuttur.
Richter Ölçeği bir alet değildir; depremin magnitüdünü tanımlayan matematiksel bir formüldür. ML (Richter Ölçeği), dalga genliğinin logaritması olarak tanımlanır. Diğer tüm ölçekler Richter ölçeği temel alınarak geliştirilmiştir. Depremin büyüklüğünü belirlemek amacı ile güncel olarak ML dışında dört yolla magnitüd hesaplanmaktadır:
P ve S Dalgalarından ( body-wave magnitude ( mb ) )
mb = log10 (A/T ) + Q( D,h )
Burada A tanecik titreşimlerinin (ground motion) genliği (micron); Tperyot (saniye); Q( D,h ) düzeltme faktörü, episantır ile kayıtçı arasındaki uzaklığın ( D -derece ) ve odak derinliğinin ( h-kilometre ) fonksiyonu.
Yüzey Dalgalarından ( surface-wave magnitude ( MS ))
MS= log10 (A/T) + 1.66 log10 ( D ) + 3.30
Sismik Momentten ( moment magnitude ( MW ) )
MW = 2/3 log10 ( MO ) – 10.7 ( MO: Sismik Moment )
Deprem Dalgalarının kayıt süresine bağlı büyüklük
Deprem Nedir ve Depremden Nasıl Korunuruz?
Kaynak: Deprem Nedir ve Nasıl Korunuruz? Journal of Yasar University, Coşkun İŞÇİ
Deprem büyüklük ölçeği teorik olarak yukarıya doğru sınırsız olsa da, bilim insanlarına göre, bir jeolojik levhanın jeolojikenerji potansiyelinin 9,5 büyüklüğünü geçemeyeceği düşünülür. Açıklama olarak şu nokta öne sürülür: Her jeolojik levhada, zaman geçtikçe farklı derecelerde ve zamanlarda tektonik hareket ile jeolojik enerji potansiyeli artmaktadır. Bu artış, levhalar rahat ve serbest şekilde hareket edemediklerinden, itici, çekici vb. kuvvetlerin levhalarda jeolojik enerji olarak saklanmasından, bir başka deyişle, potansiyel enerji birikmesinden doğar. Deprem, jeolojik potansiyel enerjinin levhalarda daha fazla saklanamaması sonucu oluşur; böylece, levhanın en zayıf noktasından ani hareketle jeolojik enerji potansiyeli doğal yoldan azalır. Buna göre, dünyadaki mevcut jeolojik levhaların hiçbiri 9,5 üzeri büyüklükte deprem oluşturacak jeolojik enerji potansiyeline sahip değildir.
Richter ve Mercalli Deprem Büyüklük/Şiddet Ölçeği | |||||
---|---|---|---|---|---|
Richter'e göre büyüklük | Mercalli'ye göre şiddet | Hissetme ve Etkiler | Enerji | Oluşma sıklığı | |
Ton TNT güç eşitliği | Joule enerji eşitliği | ||||
0 ile 1,9 | I |
| 0,001–0,7 | (4..4000)106 | günde yaklaşık 8.000 kez |
2 ile 2,9 | II |
| 1–22 | (4..90)109 | günde yaklaşık 1.000 kez |
3 ile 3,9 | III |
| 30–700 | (0,1..3)1012 | yılda 49.000 kez |
4 ile 4,9 | IV ile V |
| (1–22)103 | (4..90)1012 | yılda 6.200 kez |
5 ile 5,9 | VI |
| (30–700)103 (orta çaplı Atom bombası) | (0,1..3)1015 | yılda 800 kez |
6 ile 6,9 | VII ile IX |
| (1–22)106 (büyük çaplı Atom bombası) | (4..90)1015 | yılda 120 kez |
7 ile 7,9 | X ile XI |
| (30–700)106 (Gök taşı 100–200 m) | (0,1..3)1018 | yılda 18 kez |
8 ile 8,9 | XII |
| (1–22)109 (Gök taşı 250–700 m) | (4..90)1018 | yılda 1 kez |
9,0 ve üstü | - |
| - | - | 20 yılda 1 |
Bu ölçek, 1935 senesinde Charles Francis Richter ve Beno Gutenberg tarafından Kaliforniya Teknik Enstitüsünde (California Institute of Technology) tasarlanıp ilk olarak ML-ölçeği (yerel magnitüdİngilizce: Magnitude Local) olarak isimlendirilmiştir.
Amerikan Sismoloji Derneği Bülteninde (Bulletin of the Seismological Society of America) "Bir aletsel deprem büyüklük ve sarsıntı oranı ölçeği" isimli (An instrumental Earthquake Magnitude Scale) bilimsel yayında, Charles Francis Richter'in ilk defa K. Wadati'nin 1931'de yayımladığı, "bir aletsel deprem ölçeği" fikrini Kaliforniya'da meydana gelen depremlerde uyguladığı belirtilmiştir.