¿Por qué la energía en las ondas sísmicas parece aumentar con la potencia de las tres mitades?

Mi pregunta podría estar basada en una premisa falsa, así que he aquí por qué pregunté. Si buscas el significado de la escala de magnitud de momento para medir el tamaño de un terremoto, los artículos suelen decir que cada aumento de 1 punto en la magnitud representa un aumento de diez veces en la amplitud de la onda, pero un aumento de energía de 31,6. Lo que sugiere que la energía está aumentando a medida que las tres mitades se potencian. Con otras ondas, la energía aumenta con el cuadrado de la amplitud, entonces, ¿qué está pasando aquí?

Respuestas (3)

La ley parece una gran ley fundamental que debe tener una clara derivación y el poder 3 / 2 parece un número exacto. Sin embargo, se sentirá decepcionado, es solo una fórmula fenomenológica estimada desarrollada por Beno Gutenberg y Charles Richter:

registro 10 ( mi / mi r gramo ) = 11.8 + 1.5 METRO S
Tenga en cuenta que METRO S se calcula a partir de un ancho de banda entre 18 y 22 segundos. Ver

http://earthquake.usgs.gov/learn/topics/measure.php

La amplitud de sacudida que muestra el sismómetro, y su logaritmo en base diez es como se define la escala de Richter, es algo entre una "lectura de energía" y una "lectura de amplitud". Para este último, elevaría al cuadrado la amplitud para obtener la energía; para el primero, el exponente sería uno. Entonces, en realidad, la relación es algo intermedio y el exponente es 3 / 2 pero es solo una estimación aproximada. Es un problema complicado y habría que hacer un análisis de la energía que se puede liberar en cualquier frecuencia permitida.

Si bien podemos medir cuánto se mueven los sismómetros, no podemos medir de manera confiable la energía liberada por un terremoto.

Tenga en cuenta que el nombre de Gutenberg finalmente se omitió del nombre de la escala de Richter; es porque a Gutenberg no le gustaban las entrevistas. Richter eligió el término "magnitud" debido a su evidente interés en la astronomía, que usa el mismo término para una escala logarítmica similar.

Para ver el documento real de estos dos hombres que introdujeron la escala en la década de 1930, lea

http://www.sciencemag.org/content/83/2147/183

Mmm. Los acelerómetros modernos podrían resolver este problema.

Tenemos confusión porque la escala de Richter es muy popular, pero solo mide la energía del segundo o dos iniciales del terremoto. Los grandes terremotos como este tardan unos minutos en romperse por completo y liberar energía de tensión en un área grande, por lo que no se esperaría que la correlación entre la intensidad de la ruptura inicial y la energía total liberada fuera demasiado grande. La medida más moderna se llama momento sísmico M e intenta dar cuenta de toda la energía. Muchos periodistas escuchan la magnitud y agregan automáticamente la "escala de Richter", incluso cuando es inapropiada. Si buscas la escala de magnitud de momentoen Wikipedia, verá que la potencia 3/2 está explícitamente incluida en la fórmula, es decir, el log10 de la energía se estima como M0 y luego se multiplica por 2/3 para obtener el momento informado. Supongo que esto se hizo para que la energía/magnitud de las dos escalas sea lo más similar posible (en el rango en el que ambas tienen una validez razonable).

Espero que no te importe que agregué un enlace ;)

Supongo que la energía no aumenta con el poder de las tres mitades en primer lugar. Creo que solo lo parece a 600 km de distancia del epicentro: METRO L = METRO W yo o gramo 10 ( A metro a X ) = 2 3 yo o gramo 10 METRO 0 10.7 METRO 0 = A metro a X 3 mi 10.7 3 2 A diferentes distancias hay un término de corrección en la fórmula de la escala de Richter: METRO L = yo o gramo 10 ( A metro a X ) A 0 ( d ) .

A 0 ( d ) siendo alguna función empírica, la respuesta sería: ¿cuál es la parte izquierda de la METRO L término "hace mal" en términos de energía de las olas, el correcto compensa.

La escala de momento fue diseñada para producir valores similares a los de la escala de Richter:

La escala se desarrolló en la década de 1970 para suceder a la escala de magnitud de Richter (ML) de la década de 1930. Aunque las fórmulas son diferentes, la nueva escala conserva el continuo familiar de valores de magnitud definidos por la anterior.

Bien, pero ¿por qué la relación entre energía y amplitud es una en la que E es proporcional a A al 3/2?
También veo que la redacción de mi pregunta era pobre: ​​debería haber preguntado por qué la energía parece variar con la amplitud de la potencia de las tres mitades. Con suerte, la redacción ligeramente incoherente no alejará a la gente.
Creo que no es la energía la que varía con 3/2 sino su "evaluación" en términos de la escala. Al igual que con la temperatura: la expresas en términos de una escala (por ejemplo, Fahrenheit, Celsius o Kelvin, etc.). No importa qué escala elijas, sigue siendo la misma temperatura. Como dispositivo de medición mecánica, el sismómetro de torsión de Wood-Anderson ya tiene incorporado algún patrón de evaluación, que la escala de momento trata de aproximar.
Entonces, el 3/2 en última instancia debe provenir del coeficiente de torsión del cable de torsión que se usa en el sismómetro, el campo de amortiguación, la calibración y tal vez las reglas de lectura del dispositivo.
Eso suena plausible: en retrospectiva, debería haber formulado la pregunta de manera diferente, ya que parecía poco probable que la energía realmente varíe con la potencia 3/2.
Maldición, sigo presionando la tecla de publicación sin querer. De todos modos, espero que venga algún sismólogo y desarrolle lo que está sugiriendo o lo refute si es incorrecto.
lo siento, me he equivocado mucho en la escala de Richter pero tengo otra suposición :-)
Creo que la falla estaba en la escala de Richter original, que era el logaritmo base 10 del desplazamiento en un sismógrafo estándar de período corto a una distancia fija dentro de los primeros segundos de la llegada de la señal. Solía ​​medir estas cosas en una vida pasada. Solo se muestrea parte de la energía radiada para esta medición, y la fracción muestreada por la escala disminuye con el tamaño del sismo.