Perché le dimensioni dei terremoti si moltiplicano anziché sommarsi
La magnitudo è derivata da una formula che implica un logaritmo, che rende la scala esponenziale anziché lineare.
Una donna messicana nella sua casa devastata dal terremoto del 19 settembre. (Fonte: AP) Una serie di terremoti in Messico questo mese ha portato a inevitabili confronti di dimensioni. Di magnitudo 8.1, il terremoto dell'8 settembre è stato più grande del terremoto del 19 settembre (7,1), che è stato più grande di due terremoti che sono seguiti il 24 settembre (6,1 e 4,5). Ma quanto era più grande dell'altro ciascuno? E cosa esprime questa grandezza?
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La scala di magnitudo del terremoto fornisce una misura dell'energia rilasciata, sebbene la lettura in sé non sia di energia. La magnitudo è un numero adimensionale - nessuna unità fisica - derivato da una formula che coinvolge un logaritmo, che rende la scala esponenziale anziché lineare. La differenza tra 6.1 e 7.1, quindi, non è uguale alla differenza tra 7.1 e 8.1.
In termini di dimensione delle onde sismiche, un aumento di 1 sulla scala corrisponde a un aumento di dieci volte di una quantità chiamata ampiezza d'onda. In altre parole, un terremoto di magnitudo 8.1 è 10 volte più grande di uno di magnitudo 7.1 e 100 volte più grande di uno di magnitudo 6.1. In termini di energia rilasciata, invece, la magnitudo 8.1 è 31,623 volte più forte della magnitudo 7,1 e 1.000 volte (31.623 volte 31,623) più forte della magnitudo 6.1.
Cosa non è?
È importante non confondere la magnitudo di un terremoto con la sua intensità. Sono misure diverse. E mentre la scala Richter è ampiamente citata, la moderna misurazione della magnitudo utilizza una scala diversa. La differenza tra intensità e grandezza è spiegata in termini chiari e semplici in un documento pubblicato da IIT Kanpur e Building Materials and Technology Promotion Council, Delhi. La magnitudo è una misura quantitativa delle dimensioni di un terremoto, dice, mentre l'intensità è una misura qualitativa dello scuotimento in un dato luogo.
Vengono comunemente utilizzate due scale per l'intensità, la scala Mercalli Modificata Intensità e la scala MSK, che classificano entrambi i terremoti da I (meno percettibile) a XII (più grave). Queste letture si basano su fattori come il modo in cui le persone percepiscono lo scuotimento. Lo stesso terremoto avrà letture di intensità diverse in luoghi diversi; più ci si allontana dall'epicentro, meno intenso è lo scuotimento.
Per capire come funziona la moderna scala di magnitudo, aiuta guardare la scala Richter, anche se è passata di moda. Anche la lettura sulla scala Richter è derivata da una formula che prevede un logaritmo (base 10). Tiene conto dell'ampiezza delle onde e delle variazioni di distanza tra i vari sismografi e l'epicentro del terremoto. È a causa del logaritmo in base 10 che la grandezza di un terremoto - la sua ampiezza d'onda - si moltiplica in 10 secondi quando la lettura della magnitudo aumenta in 1 secondo.
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Cos'è
La precisione della scala Richter, tuttavia, è limitata ai terremoti di media entità. Inoltre, la misurazione dipende dalla distanza dall'epicentro. La scala moderna cerca di superare queste carenze mantenendo la maggiore parità possibile con la scala Richter. Misura una quantità chiamata magnitudo momento, che si basa su variabili come l'area di rottura della faglia, lo scorrimento lungo la faglia e la dimensione delle onde sismiche.
Per i terremoti di media entità, diciamo di magnitudo 5, la lettura sarà simile sulla scala Richter e sulla scala di magnitudo momento. Inoltre, come con la scala Richter, un aumento di un gradino sulla scala della magnitudo del momento corrisponde a un aumento del rilascio di energia di 31,623 volte (10 elevato alla potenza 1,5). E quando la grandezza aumenta di due gradini, corrisponde a un aumento di 10 elevato alla potenza 3, ovvero 1.000 volte l'energia rilasciata.
Un terremoto di magnitudo 6.3 rilascia tanta energia quanta la bomba atomica sganciata su Hiroshima. Tuttavia, solo una piccola parte di essa sarà effettivamente sentita. Come osserva il documento IITK-BMTPC, la maggior parte dell'energia rilasciata durante un terremoto va nel calore e nella fratturazione delle rocce. Più che l'energia effettiva, la prima utilità della scala di magnitudo è quella di indicare come un terremoto si confronta con un altro.
Mentre si può confrontare la grandezza e la forza di due terremoti con un calcolatore che può lavorare con esponenti, gli strumenti online lo rendono più facile. Il sito web dell'US Geological Survey ha una struttura in cui è possibile inserire le magnitudini di due terremoti, dopodiché restituisce le cifre per quante volte uno è più grande e più forte dell'altro.
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