Magnitud de onda superficial

Escala de medición de terremotos

La escala de magnitud de onda superficial ( ) es una de las escalas de magnitud utilizadas en sismología para describir el tamaño de un terremoto . Se basa en mediciones de ondas superficiales de Rayleigh que viajan a lo largo de las capas más superiores de la Tierra. Esta escala de magnitud está relacionada con la escala de magnitud local propuesta por Charles Francis Richter en 1935, con modificaciones tanto de Richter como de Beno Gutenberg a lo largo de las décadas de 1940 y 1950. ^{[1] [2]} Actualmente se utiliza en la República Popular China como estándar nacional ( GB 17740-1999 ) para categorizar los terremotos. ^[3] ${\displaystyle M_{s}}$

El desarrollo exitoso de la escala de magnitud local animó a Gutenberg y Richter a desarrollar escalas de magnitud basadas en observaciones telesísmicas de terremotos. Se desarrollaron dos escalas, una basada en ondas superficiales, y otra en ondas internas, . Las ondas superficiales con un período cercano a los 20 s generalmente producen las amplitudes más grandes en un sismógrafo estándar de período largo, y por eso la amplitud de estas ondas se usa para determinar , utilizando una ecuación similar a la utilizada para . ${\displaystyle M_{s}}$ ${\displaystyle M_{b}}$ ${\displaystyle M_{s}}$ ${\displaystyle M_{L}}$

—  William L. Ellsworth, El sistema de fallas de San Andrés, California (Documento profesional 1515 del USGS), 1990-1991

Las magnitudes de los terremotos registrados hasta mediados del siglo XX, comúnmente atribuidas a Richter , podrían ser o . ${\displaystyle M_{s}}$ ${\displaystyle M_{L}}$

Definición

La fórmula para calcular la magnitud de las ondas superficiales es: ^[3]

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

donde A es el desplazamiento máximo de partículas en ondas superficiales ( suma vectorial de los dos desplazamientos horizontales) en μm , T es el período correspondiente en s (generalmente 20 ± 2 segundos), Δ es la distancia epicentral en ° , y

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

A lo largo del siglo XX se derivaron varias versiones de esta ecuación, con variaciones menores en los valores constantes. ^{[2] [4]} Dado que la forma original de se derivó para su uso con ondas telesísmicas , es decir, terremotos poco profundos a distancias >100 km del receptor sísmico, se deben agregar correcciones al valor calculado para compensar los epicentros a más de 50 km de profundidad o a menos de 20° del receptor. ^[4] ${\displaystyle M_{s}}$

Para uso oficial del gobierno chino, ^[3] los dos desplazamientos horizontales deben medirse al mismo tiempo o dentro de 1/8 de un período; si los dos desplazamientos tienen períodos diferentes, se debe utilizar una suma ponderada:

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

donde A _N es el desplazamiento norte-sur en μm, A _E es el desplazamiento este-oeste en μm, T _N es el periodo correspondiente a A _N en s, y T _E es el periodo correspondiente a A _E en s.

Otros estudios

Vladimír Tobyáš y Reinhard Mittag propusieron relacionar la magnitud de las ondas superficiales con la escala de magnitud local M _L , utilizando ^[5]

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

Otras fórmulas incluyen tres fórmulas revisadas propuestas por CHEN Junjie et al.: ^[6]

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

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

y

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

Véase también

• Escalas de magnitud sísmica

Notas y referencias

1. William L. Ellsworth (1991). "MAGNITUD DE ONDA SUPERFICIAL (MS) Y MAGNITUD DE ONDA CORPORAL (mb)". USGS . Consultado el 14 de septiembre de 2008 .
2. Kanamori, Hiroo (abril de 1983). "Escala de magnitud y cuantificación de terremotos". Tectonofísica . 93 (3–4): 185–199. Código Bib : 1983Tectp..93..185K. doi :10.1016/0040-1951(83)90273-1.
3. 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) (26 de abril de 1999) ). "Especificaciones sobre magnitudes sísmicas (地震震级的规定)" (en chino). Administración General de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena de la República Popular China Archivado desde el original el 24 de abril de 2009 . Consultado el 14 de septiembre de 2008 .{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
4. Bath, M (1966). "Energía y magnitud de los terremotos". En Ahrens, LH; Press, F.; Runcorn, S. (eds.). Física y química de la Tierra . Pergamon Press. págs. 115–165.
5. Vladimír Tobyáš y Reinhard Mittag (6 de febrero de 1991). "Magnitud local, magnitud de onda superficial y energía sísmica". Studia Geophysica et Geodaetica . 35 (4): 354. Bibcode :1991StGG...35..354T. doi :10.1007/BF01613981. S2CID  128567958. Archivado desde el original el 4 de enero de 2013 . Consultado el 14 de septiembre de 2008 .
6. CHEN Junjie, CHI Tianfeng, WANG Junliang, CHI Zhencai (陈俊杰, 迟天峰, 王军亮, 迟振才) (1 de enero de 2002). "Estudio de la magnitud de las ondas superficiales en China (中国面波震级研究)" (en chino). Revista de investigación sismológica (《地震研究》) . Consultado el 14 de septiembre de 2008 .{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)^{[ enlace muerto permanente ]}

Enlaces externos

• Robert E. Wallace, ed. (1991). "El sistema de fallas de San Andrés, California (Documento profesional 1515)". USGS . Consultado el 14 de septiembre de 2008 .