《地震震级的仪器标度》
给每一次地震一个数字——它最大那一摆的对数。
1935 年以前,你可以说一次地震「很猛」——却说不出这一次比那一次更大。里克特,把摇晃变成了一个数字。
把这个想法拆开看
地震的摇晃,离震源近就强、远就弱,所以「这里晃得多厉害」,讲的既是地震、也是你站在哪儿。里克特要的是一个属于地震本身的数字。他的妙招:从地震仪划下的那道曲线里把它读出来,再校正台站离震源有多远。
难处在于地震的差别极大——地面也许只动了千分之一毫米,也许动了整整一米。为驯服这个范围,他用了对数:每升一级,地动就是十倍。这就是为什么一次 M7 并非比 M6 大一点点——它是十倍的摇晃、约三十倍的能量。
它从哪里来
里克特是加州理工学院(帕萨迪纳)一位年轻的物理学家,正在为南加州数百次被一套新建的、相同型号地震仪网记录下来的小地震编目。受命发表这份目录时,他需要一个公平的办法给每次地震定大小。几年前,日本地震学家和达清夫已经表明:把摇晃对距离作图,就能给地震排序;里克特与资深地震学家本诺·古登堡共事,把这一想法做成了一套干净、对数、可重复的标度。「震级」这个词,他借自天文学。
它为何重要
地震第一次能在同一条诚实的轴上比较——跨越国家、年代与不同的仪器。于是人们得以统计每种大小的地震多久发生一次,标出危险地震聚集在何处,并建立起决定我们如何设计楼房、桥梁与大坝的地震危险性科学。一个数字,成了地震科学与公众报道共同的骨架。
就像星星的亮度
里克特这个词,取自看星星的人。天文学家用「星等」给恒星定亮度,每升一级是固定的亮度倍数,于是一颗暗星和一颗炽星能并排放在同一把短尺上。里克特给地震如法炮制:每一级是十倍的摇晃,于是一阵勉强有感的微颤,和一场撕裂大陆的破裂,在数字上只隔几格——纸面上很近,实情里却差着百万倍。
它落在何处
里克特的标度,接上了一脉学人——他们学着从地球的颤动与岩层里读懂它:从赫顿、莱尔在悬崖里读出深时(两位都在本馆中),到魏格纳、赫斯拼出移动的大陆。震级,给了这门科学一个数字。今天的「里氏震级」通常已是矩震级,公众口中的「里氏」也悄悄成了古登堡与金森的工作——但「用一个对数的数字,对应一次地震」这个想法,是他的。
The magnitude of any shock is taken as the logarithm of the maximum trace amplitude, expressed in microns, with which the standard short-period torsion seismometer would register that shock at an epicentral distance of 100 kilometers.