ما هي قصة اختراع مقياس ريختر للزلازل؟
قام كل من (Charles Richter) وبينو جوتنبرج باختراع مقياس ريختر عام 1935م، من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا كجهاز يقوم بمقارنة حجم شدة الزلازل، تم تحديد حجم الزلزال من خلال لوغاريتم يُعبر عن اتساع الموجات المسجلة بواسطة أجهزة قياس الزلازل، يتم تضمين التعديلات للتغير في المسافة بين مختلف أجهزة قياس الزلازل على مقياس ريختر، يتم التعبير عن المقدار بأعداد صحيحة وكسور عشرية، على سبيل المثال يمكن حساب قوته بأنّها 5.3 درجة لزلزال معتدل، تحدث الموجات الزلزالية نتيجةً للاهتزازات الناتجة بسبب حدوث الزلازل التي تكون عبر الأرض.
الموجات الزلزالية يتم تسجيلها من خلال أجهزة قياس الزلازل، تلك الأجهزة تقوم بتسجيل أثرًا متعرجًا يُظهر فيه السعة المتغيرة للتذبذبات التي تحدث في الأرض أسفل الجهاز، تقوم أجهزة قياس الزلازل الحساسة، التي تضخم بشكل كبير هذه الحركات الأرضية، باكتشاف الزلازل القوية لأي مكان في العالم، يتم تحديد وقت ومواقع وحجم الزلزال من خلال البيانات المسجلة بمحطات قياس الزلازل، تسمّى الزلازل التي تبلغ قوتها حوالي 2.0 أو أقل عادة الزلازل العادية.
عادةً الناس لا يشعرون بالزلازل العادية يتم تسجيل ذلك النوع من الزلازل على أجهزة قياس الزلازل المحلية، الزلازل التي مقدار قوتها 4.5 أو أكثر تسجل من خلال أجهزة قياس الزلازل الحساسة في جميع أنحاء العالم، تشارلز ريتشر كان منخرطًا بشكل أساسي في العمل الروتيني الخاص بقياس مخططات الزلازل وتحديد مواقع الزلازل، بحيث يمكن إعداد كتالوج لمراكز الزلازل وأوقات حدوثها، عندما قام بتصميم مقياس ريختر كان فقط للزلازل التي تحدث في جنوب كاليفورنيا، بدأ توسيع النطاق ليشمل الزلازل في جميع أنحاء العالم والتسجيلات على الأجهزة الأخرى في عام 1936م بالتعاون مع الدكتور جوتنبرج.
تضمن ذلك استخدام السعات المبلغ عنها لموجات السطح بفترات تبلغ حوالي 20 ثانية، كثير من الناس لديهم انطباع خاطئ بأنّ مقدار ريختر يعتمد على مقياس 10، قام تشارلز ريتشر بتوضيح هذا الأمر وقال يتضمن الحجم خطوات مقدارها 10 لأنّ كل زيادة تمثل تضخيمًا بمقدار عشرة أضعاف لحركة الأرض ولكن لا يوجد مقياس 10 بمعنى الحد الأعلى كما هو الحال بالنسبة لمقاييس الشدة، تم تصميم مقياس ريختر في الأصل لقياس حجم الزلازل ذات الحجم المتوسط (أي، من 3 إلى 7 درجات) عن طريق تحديد رقم يسمح بمقارنة حجم زلزال بآخر.
تم تطوير المقياس للزلازل الذي حدث في جنوب كاليفورنيا والذي تم تسجيله باستخدام جهاز قياس الزلازل (Wood-Anderson) والتي كانت مراكزها على بعد أقل من 600 كيلومتر (373 ميل) من موقع جهاز قياس الزلازل ومع ذلك يمكن معايرة أجهزة قياس الزلازل الحالية لحساب مقادير ريختر وقد تم تطوير الطرق الحديثة لقياس حجم الزلازل لإنتاج نتائج تظل متوافقة مع تلك المقاسة باستخدام مقياس ريختر.
على الرغم من أنّ الممارسة العلمية الحديثة قد حلت محل مقياس (Richter scale) بمقاييس أخرى أكثر دقة، إلّا أنّ مقياس (Richter scale) لا يزال لديه عدة أخطاء في التقارير الإخبارية عن شدة الزلزال باعتباره الاسم الشامل للمقياس اللوغاريتمي الذي تُقاس به الزلازل، كما أنّ مقياس ريختر لا يستخدم للتعبير عن الأضرار الناجمة عن الزلزال كعدد الوفيات والمباني المتهالكة، يتم تحديد حجم الزلزال باستخدام لوغاريتم يعبر عن ارتفاع أكبر موجة زلزالية إلى مقياس بواسطة جهاز قياس الزلازل.
بسبب الأساس اللوغاريتمي للمقياس، فإنّ كل زيادة في الحجم تمثل زيادة قدرها عشرة أضعاف في السعة المقاسة؛ تم تقديم مقياس الحجم الأصلي لريختر لغرض توفير مقياس موضوعي للطاقة لكل زلزال في القائمة الأولية للزلازل في منطقة جنوب كاليفورنيا التي تم تجميعها بواسطة مختبر الزلازل في باسادينا وبدلاً من محاولة قياس طاقة مصدر الزلزال مباشرةً، تم اختيار إنشاء مقياس تجريبي مشتق من مقياس بسيط لشكل الموجة الزلزالية المعقدة، باستخدام الحد الأقصى فقط من الانحراف في مخطط الزلازل كما تم قياسه على نوع واحد من الأدوات.
تطوير موازين ريختر:
أدّت أوجه القصور المتأصلة في مقياس ريختر الأصلي إلى تطوير موازين ريختر المحسنة بواسطة ريختر وجوتنبرج، في العقود التي أعقبت إنشاء مقياس ريختر الأصلي، طوّروا مقياس حجم موجة الجسم (mb، الذي يحسب حجم الموجات الزلزالية الأولية، أو الثانوية، أو (S)، التي تنتقل داخل الأرض)، كما قاموا بتطوير مقياس حجم الموجة السطحية (MS) أصبح المقياسين طرقًا موثوقة نسبيًا لطاقة جميع الزلازل باستثناء أكبرها، لم يكن لمقياس حجم الموجة السطحية قيود على المسافة بين مركز الزلزال وموقع جهاز قياس الزلازل.
تم اعتبار مقياس حجم موجة الجسم، بمدى يبلغ حوالي 1000 كيلومتر (620 ميل)، كان دقيقًا بدرجة كافية لقياس عدد قليل من الزلازل الصغيرة نسبيًا التي حدثت في شرق أمريكا الشمالية، أصبح مقياس قوة الزلازل (MW أو M)، الذي تم تطويره في أواخر السبعينيات من قبل عالم الزلازل الياباني هيرو كاناموري وعالم الزلازل الأمريكي توماس سي هانكس، المقياس الأكثر شيوعًا لمقدار الزلازل في جميع أنحاء العالم خلال أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين.
تم تصميمه لإنتاج مقياس أكثر دقة للطاقة الكلية المنبعثة من الزلزال، تخلى المقياس عن استخدام سعة ذروة الموجة في حساباته، نظرًا لأنّ مقياس القوة اللحظية لم يكن مقيدًا بعملية ريختر، فقد تجنب مشكلة التشبع وبالتالي تم استخدامه لتحديد حجم أكبر الزلازل، ومع ذلك تستمر مقاييس الزلازل في التعبير عن حجم الزلزال باستخدام مقياس لوغاريتمي، ممّا يسمح بمقارنة نتائجها بشكل إيجابي مع تلك الموجودة في المقاييس الأخرى التي تقل عن الحجم 8.
