Magnitudo delle onde superficiali

La scala della magnitudo delle onde superficiali (${\displaystyle M_{s}}$) è una delle scale di magnitudo usata in sismologia per descrivere la grandezza di un terremoto. Essa è basata sulle misurazioni delle onde superficiali di Rayleigh che viaggiano essenzialmente lungo gli strati più alti della crosta terrestre. Essa viene correntemente usata in Cina come uno standard nazionale (GB 17740-1999) per la categorizzazione dei terremoti.[1]

La magnitudo delle onde superficiali fu inizialmente sviluppata nel 1950 dagli stessi ricercatori che idearono la Scala di Magnitudo Locale M_L in modo da perfezionare la risoluzione dei più grandi terremoti:[2]

«Il grande successo per lo sviluppo della Scala di Magnitudo Locale incoraggiò Gutenberg e Richter a sviluppare scale di magnitudo basate sulle osservazioni telesismiche dei terremoti. Due scale furono realizzate, una basata sulle onde superficiali, ${\displaystyle M_{s}}$, e l'altra sulle onde di volume, m_b.
Le onde superficiali con un periodo di tempo di circa 20 s generalmente producono le ampiezze più grandi, e così l'ampiezza di queste onde viene usata per determinare ${\displaystyle M_{s}}$, usando un'equazione simile a quella usata per ${\displaystyle M_{L}}$.»

(William L. Ellsworth)

Le magnitudo di un terremoto registrate a quel tempo, comunemente attribuite a Richter, potrebbero essere ${\displaystyle M_{s}}$ o ${\displaystyle M_{L}}$.

Definizione

La formula per calcolare la magnitudo delle onde superficiali è:[1][3]

M = lg(A/T)max + σ(Δ)

dove A è il massimo spostamento di particella nelle onde superficiali (somma vettoriale dei due spostamenti orizzontali) in µm, T è il corrispondente periodo in s, Δ è la distanza epicentrale in °, e

σ(Δ) = 1.66 lg(Δ) + 3.5

Secondo lo standard GB 17740-1999, i due spostamenti orizzontali devono essere misurati nello stesso tempo o dentro 1/8 di un periodo; se i due spostamenti hanno differenti periodi, la somma pesata deve essere usata:

T = (TNAN + TEAE) / (AN + AE)

dove A_N è lo spostamento nord-sud in µm, A_E e lo spostamento est-ovest in µm, T_N è il periodo corrispondente ad A_N in s, e T_E è il periodo corrispondente ad A_E in s.

Altri studi

Vladimír Tobyáš e Reinhard Mittag proposero di relazionare la magnitudo delle onde superficiali alla scala di Magnitudo Locale M_L, usando[4]

Ms = –3.2 + 1.45 ML.

Altre formule includono tre formule rivisitate proposte da CHEN Junjie ed altri:[5]

Ms = log (Amax/T) + 1.541og△ + 3.53
Ms = log (Amax/T) + 1.731og△ + 3.27

e

Ms = log (Amax/T) -6.21og△ + 20.6

Note

1. (ZH) XU Shaokui, LU Yuanzhong, GUO Lucan, CHEN Shanpei, XU Zhonghuai, XIAO Chengye, FENG Yijun (许绍燮、陆远忠、郭履灿、陈培善、许忠淮、肖承邺、冯义钧), Descrizione delle magnitudo sismiche (地震震级的规定), su dccdnc.ac.cn, General Administration of Quality Supervision, Inspection, and Quarantine of P.R.C., 26 aprile 1999. URL consultato il 14-09-2008 (archiviato dall'url originale il 24 aprile 2009).
2. (EN) William L. Ellsworth, MAGNITUDO DELLE ONDE DI SUPERFICIE (M_S) E MAGNITUDO DELLE ONDE DI VOLUME (m_b), USGS, 1991. URL consultato il 14-09-2008 (archiviato dall'url originale il 2 febbraio 2009).
3. È ovvio che l'intera formula non può consentire l'analisi dimensionale senza qualificazioni addizionali. I riferimenti qui esposti non forniscono tale qualificazione.
4. (EN) Vladimír Tobyáš and Reinhard Mittag, Magnitudo locale, magnitudo dell'onda di superficie ed energia sismica, Studia Geophysica et Geodaetica, 6 febbraio 1991. URL consultato il 14-09-2008 (archiviato dall'url originale il 4 gennaio 2013).
5. (ZH) CHEN Junjie, CHI Tianfeng, WANG Junliang, CHI Zhencai (陈俊杰, 迟天峰, 王军亮, 迟振才), Studio delle magnitudo delle onde superficiali in China (中国面波震级研究), Journal of Seismological Research (《地震研究》), 1º gennaio 2002. URL consultato il 21 luglio 2023 (archiviato dall'url originale il 26 aprile 2009).

Voci correlate

• Onde sismiche
• Scala di magnitudo del momento sismico
• Scala sismica

Collegamenti esterni

• (EN) Robert E. Wallace, ed., Il sistema di faglia di San Andreas, California (Professional Paper 1515), USGS, 1991. URL consultato il 14-09-2008 (archiviato dall'url originale il 3 maggio 2021).
• (EN) Visual Glossary - magnitude - USGS
• (EN) Earthquake Size, su eqseis.geosc.psu.edu.