ริกเตอร์ กับ แมกนิจูด ต่างกันอย่างไร


หลังจากเกิดเหตุแผ่นดินไหว ในประเทศเนปาล สิ่งที่ผมส่งสัยหลังจากอ่านข่าว คือตอนนี้จะมีการรายงานข่าว เกี่ยวกับความแรงของแผ่นดินไหว หลังๆจะได้ยินคำว่า มาตราโมเมนต์แมกนิจูด (moment magnitude scale) อยู่บ่อยๆ ในตอนนั้นในใจคิดว่า ทำไมไม่ใช้เป็น ริกเตอร์ เหมือนที่เป็นข่าวก่อนหน้านี้ ด้วยความสงสัยก็เลยไปหาอ่านว่ามันต่างกันอย่างไร ก็ได้มีการเปิดประเดนกันหลายเว็บไซต์เลยว่า คนไทยใช้การวัดมาตรฐานความแรงของแผ่นดินไหว ผิดๆ (แบบ ริกเตอร์) มาตลอด คราวนี้สือเลยมาเปลี่ยน ก็เลยอยากรู้ต่อว่ามันผิดอย่างไร แล้วอย่างไหนคือถูก

ก่อนอื่นขอท้าวความย้อนไปยังสมัยก่อน ที่มีการวัดความไหวของแผ่นดินไหวกันก่อน เมื่อก่อนเขาวัดกันโดยใช้ค่า เป็น “มิลิเมตร” หากใครเคยดูหนังสมัยเก่าๆ จะมีเครื่องเหมือนปากกาขีดอยู่บนกระดาษ (บิดของวูด-แอนเดอร์สัน) หากเกิดแผ่นดินไหว จะมีการเขียนบนกระดาษ หากแผ่นดินไหวมีขนาดที่มาก ก็จะมีขีดที่สูงกว่า แต่หากรอยขีดมีเส้นไม่สูงมากนัก็แสดงว่าระดับไม่รุนแรงเท่าไหร่ โดยจากที่ได้หาข้อมูลมาเขาจะเรียกหน่อยนี้กันว่า “แอมปริจูด”

แต่ปัญหาเกิดขึ้นตเมื่อค่าบางครั้งมันใหญ่เกินกว่าที่จะวาดกระดาษได้หมด เพราะบางครั้งค่าห่างกันถึง หนึ่งถึงล้านหรือมากกว่านั้น โดยเรื่องนี้ ชาลส์ ฟรานซิส ริกเตอร์ ได้ปรึกษากับ ดร.กูเตนเบอร์ก และได้มาใช้ค่าแบบ Logarithms เพราะจะวัดค่าได้ โดยหลักการคือ ให้ค่ามันน้อยลง เวลาพูดในระดับตัวเลขใหญ่ๆ ค่าจะประมาณ

  • 1,000 = 3
  • 3,000,0000 = 6
  • 100,000,000 = 8

ประมาณนี้เป็นต้น เพื่อเอาบอกค่าเวลาอ้างอิง

ต่อมา บิดของวูด-แอนเดอร์สัน และ ดร.กูเตนเบอร์ก ก็เห็นตรงกันว่า ควรตั้งชื่อมาตรฐานนี้เพื่อเอาไว้เรียก เพื่อเอาไว้อ้างอิง มาก็จบลงด้วยใช้ชื่อว่า ““แมกนิจูด” โดยเกิดขึ้นเมื่อปี ในปี 1935

แต่ติดปัญหาที่ว่ามาตรฐาน ที่ ชาลส์ ฟรานซิส ริกเตอร์  คิดค้นขึ้นมานั้น ใช้ในเฉพาะ แคลิฟอร์เนียใต้ ที่ใช้วัดในระยะไม่เกิน 600 กิโลเมตร ถ้าไปวัดที่อื่นก็จะไม่ได้ (ตรงนี้ผมยังงงๆอยู่ตามไปอ่านได้ที่มา) ด้วยข้อจำกัดนี้ เลยเรียกชื่อของมาตรฐานนี้ว่า ขนาดแผ่นดินไหวแบบท้องถิ่น หรือ Local Magnitude หรือย่อว่า ML

เหมือนว่า ชาลส์ ฟรานซิส ริกเตอร์  จะไม่หยุดความพยายามที่จะคิดค้นหน่อยวัดของแผ่นดินไหวต่อไป เพราะได้คิดสูตรใหม่ขึ้นมาอีก โดยได้ร่วมมือกับ ดร. กูเตนเบอร์ก คิดค้นสูตรที่ใช้ ค่าแอมปลิจูดของคลื่นพื้นผิว (Surface Wave หรือ S-Wave) ที่มีช่วงคลื่นประมาณ 20 วินาที มาสร้างสูตร และก็ได้วิธีวัดขนาดแบบใหม่ที่ชื่อ Surface Wave Magnitude หรือย่อว่า MS ขึ้นมาอีก 1 สูตร

ปัจจุบัน มีมาตราการวัดขนาดแผ่นดินไหวมากมาย เช่น ML,MS,mb แต่ละมาตราก็มีข้อจำกัดต่างๆกัน เช่น บางมาตราไม่สามารถวัดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ๆได้  หลังๆมีการพัฒนามาตราวัดขนาด Mw ขึ้นมาหรือที่เรียกว่าขนาดแบบโมเมนต์ (Moment Magnitude) ซึ่งเป็นมาตราที่ใช้ช้วัดขนาดแผ่นดินไหวใหญ่ๆได้ดีโดยผิดเพี้ยนน้อยที่สุด

จริงๆแล้วใจความสำคัญอยู่ที่ว่า การใช้มาตรฐานหรือชื่ออะไรเรียก มันแล้วแต่ ว่าคนวัด ใช้มาตรฐานอะไรวัด ฉนั้นจะระบุไม่ได้ชัดเจนว่าเป็นความรุนแรงระดับไหน เพราะต้องดูว่าใช้มาตรฐานอะไรวัด ยกตัวอย่างเช่น พบแผ่นดินไหวความแรงขนาด xx ตามมาตรฐานxxx เป็นต้น

ข้อมูลด้านบนผมย่อ จากบทความของเว็บไซต์ Mr.VOP แนะนำให้ไปอ่านจากต้นฉบับน่าจะเข้าใจได้มากกว่า

คราวนี้เรามาดู ความหมายแบบวิชาการของมาตรฐานของทั้ง 2 อย่างกัน อันนี้มาจาก วิกิ ครับ

มาตราริกเตอร์

มาตราริกเตอร์ (Richter magnitude scale) หรือที่รู้จักกันว่า มาตราท้องถิ่น (local magnitude scale; ML) เป็นการกำหนดตัวเลขเพื่อบอกปริมาณของพลังงานแผ่นดินไหวที่ปลดปล่อยออกมาจากแผ่นดินไหวครั้งหนึ่ง มันเป็นมาตราส่วนเชิงลอการิทึมฐานสิบ ซึ่งสามารถคำนวณได้จากลอการิทึมของแอมพลิจูดการสั่นของการกระจัดที่มีค่ามาก ที่สุดจากศูนย์บนเครื่องตรวจวัดแผ่นดินไหวบางประเภท (Wood–Anderson torsion) ยกตัวอย่างเช่น แผ่นดินไหวที่สามารถวัดค่าได้ 5.0 ตามมาตราริกเตอร์จะมีแอพลิจูดการสั่นมากเป็น 10 เท่าของแผ่นดินไหวที่วัดค่าได้ 4.0 ริกเตอร์ ขีดจำกัดบนที่มีประสิทธิภาพของการวัดตามมาตราริกเตอร์นี้ควรต่ำกว่า 9 ริกเตอร์ และต่ำกว่า 10 ริกเตอร์สำหรับมาตราโมเมนต์แมกนิจูด เมื่อตรวจวัดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่

ปัจจุบันมาตราริกเตอร์ถูกแทนที่ด้วยมาตราขนาดโมเมนต์ ซึ่งเป็นมาตรฐานที่จะให้ค่าที่โดยทั่วไปแล้วจะมีค่าใกล้เคียงกันสำหรับแผ่น ดินไหวขนาดกลาง (3-7 แมกนิจูด) แต่ที่ไม่เหมือนกับมาตราริกเตอร์คือ มาตราโมเมนต์แมกนิจูดจะรายงานสมบัติพื้นฐานของแผ่นดินไหวจากข้อมูลเครื่อง ตรวจวัด แทนที่จะเป็นการรายงานข้อมูลเครื่องตรวจวัด ซึ่งไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้ในแผ่นดินไหวทุกครั้ง และค่าที่ได้จะไม่สมบูรณ์ในแผ่นดินไหวความรุนแรงสูง เนื่องจากมาตราโมเมนต์แมกนิจูดมักจะให้ค่าที่ใกล้เคียงกันกับมาตราริกเตอร์ แมกนิจูดของแผ่นดินไหวที่ได้รับรายงานในสื่อมวลชนจึงมักจะรายงานโดยไม่ระบุ ว่าเป็นการวัดความรุนแรงตามมาตราใด

พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาของแผ่นดินไหว ซึ่งสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับพลังทำลายล้างของมัน สามารถวัดได้จาก 3/2 เท่าของแอมพลิจูดการสั่น ดังนั้น แผ่นดินไหวที่มีความรุนแรงแตกต่างกัน 1 แมกนิจูดจึงมีค่าเท่ากับพหุคูณของ 31.6 (= (101.0)(3 / 2)) ในพลังงานที่ปลดปล่อยออกมา และที่แตกต่างกัน 2 แมกนิจูด จะมีค่าเท่ากับพหุคณของ 1000 (= (102.0)(3 / 2)) ในพลังงานที่ปลดปล่อยออกมา

ริกเตอร์แมกนิจูด

ริกเตอร์แมกนิจูดของแผ่นดินไหวสามารถหาค่าได้จากลอการิทึมของ แอมพลิจูดของคลื่นที่สามารถตรวจวัดได้โดยเครื่องวัดแผ่นดินไหว (ต่อมามีการแก้ไขรูปแบบการคำนวณ เพื่อชดเชยระยะห่างระหว่างเครื่องวัดแผ่นดินไหวจำนวนมากและศูนย์กลางแผ่นดิน ไหว) สูตรดั้งเดิมเป็นดังนี้

266d13cae5e47200bfe88639a6b1c66d

โดยที่ A เป็นการเบี่ยงเบนที่มีค่ามากที่สุดของเครื่องวัดแผ่นดินไหววูด-แอนเดอร์สัน ในเชิงประจักษ์แล้ว การทำงานของ A0 ขึ้นอยู่กับระยะทางจากจุดเหนือศูนย์เกิดแผ่นดินไหวของสถานี (δ) ในทางปฏิบัติแล้ว การอ่านค่าจากสถานีสังเกตการณ์ทั้งหมดจะถูกนำมาเฉลี่ยหลังจากมีการปรับแก้ โดยเฉพาะของแต่ละสถานีเพื่อให้ได้มาซึ่งค่ามาตราริกเตอร์

เนื่องจากพื้นฐานลอการิทึมของมาตราริกเตอร์ การเพิ่มขึ้นของตัวเลข 1 หน่วยหมายความว่า แอมพลิจูดที่สามารถวัดได้มีค่าเพิ่มขึ้นจากเดิม 10 เท่า ในแง่ของพลังงาน การที่แมกนิจูดเพิ่มขึ้น 1 หน่วย หมายความว่า มีพลังงานปลดปล่อยออกมามาขึ้น 31.6 เท่า และการเพิ่มขึ้น 0.2 แมกนิจูด หมายความว่าพลังงานจะปลดปล่อยออกมามากกว่าเดิมถึง 2 เท่า

ที่มา – Mr.VOP และ วิกิพีเดีย

 

About modify 3630 Articles
สามารถนำบทความไปเผยแพร่ได้อย่างอิสระ โดยกล่าวถึงแหล่งที่มา เป็นลิงค์กลับมายังบทความนั้นๆ บทความอาจมีการพิมพ์ตกเรื่องภาษาไปบ้าง ต้องขออภัย พยามจะพิมพ์ผิดให้น้อยที่สุด (ทำเว็บคนเดียวไม่มีคนตรวจทาน) บทความที่สอนเรื่องต่างๆ กรุณาอ่านบทความให้เข้าใจก่อนโพสต์ถาม ติดตรงไหนสามารถถามได้ที่โพสต์นั้นๆ

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.




This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.