Con l'attribuzione di un valore sulla scala Richter o magnitudo locale M_L, si esprime una misura della cosiddetta magnitudo ovvero una stima dell'energia sprigionata da un terremoto nel punto della frattura della crosta terrestre cioè all'ipocentro.

Generalità

A differenza della scala Mercalli, che valuta l'intensità del sisma basandosi sui danni generati dal terremoto e su valutazioni soggettive, la magnitudo Richter tende a misurare l'energia sprigionata dal fenomeno sismico su base puramente strumentale.

La magnitudo Richter non dipende dalle tecniche costruttive in uso nella regione colpita e non ha divisioni in gradi.

Sviluppata nel 1935 da Charles Richter in collaborazione con Beno Gutenberg, entrambi del California Institute of Technology, la scala era stata fatta originariamente solo per essere usata in una particolare area della California, e solo su sismogrammi registrati da uno strumento particolare, il sismografo a torsione di Wood-Anderson.

Richter usò inizialmente valori arrotondati al più vicino quarto di magnitudo, ma in seguito si usarono i decimi di magnitudo. L'ispirazione per questa tecnica fu la scala delle magnitudini apparenti usata in astronomia per descrivere la luminosità delle stelle e di altri oggetti celesti.

Definizione

Nella definizione data da Richter, la magnitudo M_L di qualsiasi terremoto è data dal logaritmo in base dieci del massimo spostamento della traccia (rispetto allo zero, espresso in micrometri) in un sismografo a torsione di Wood-Anderson calibrato in maniera standard, se l'evento si fosse verificato a una distanza epicentrale di 100 km.

Richter scelse arbitrariamente una magnitudine zero per un terremoto che mostri uno spostamento massimo di un micrometro sul sismografo di Wood-Anderson, se posto a 100 km di distanza dall'epicentro del terremoto, cioè più debole di quanto si potesse registrare all'epoca. Questa scelta permetteva di evitare i numeri negativi, perlomeno con gli strumenti dell'epoca. La scala Richter però non ha alcun limite inferiore o superiore, e i sismografi moderni, molto più sensibili, registrano normalmente terremoti con magnitudini negative.

Il problema maggiore della scala Richter è che i valori sono solo debolmente correlati con le caratteristiche fisiche della causa dei terremoti. Inoltre, vi è un effetto di saturazione verso le magnitudini 8,3-8,5, dovuto alla legge di scala dello spettro dei terremoti, a causa del quale i tradizionali metodi di magnitudine danno lo stesso valore per eventi che sono chiaramente differenti. All'inizio del XXI secolo, la maggior parte dei sismologi considera le tradizionali scale di magnitudini obsolete, e le ha rimpiazzate con una misura chiamata momento sismico, più direttamente relazionata con i parametri fisici del terremoto. Nel 1979 il sismologo Hiroo Kanamori, anch'egli del California Institute of Technology, propose la Moment Magnitude Scale (M_W), grazie alla quale è possibile esprimere il momento sismico in termini simili alle precedenti scale di magnitudo.

Magnitudo ed intensità

La magnitudo (detta anche magnitudine o livello) si definisce come il rapporto tra la grandezza in esame e una grandezza campione ad essa omogenea, misurato su scala logaritmica. Si noti come, essendo le grandezze in questione omogenee, la loro unità di misura si elida e perda quindi importanza ai fini della misurazione stessa. Essa non va dunque confusa con l'intensità, ovvero il rapporto tra potenza e superficie di applicazione, in quanto si tratta in un numero puro (adimensionale), che non ha dunque nessuna unità di misura.

La magnitudine di un fenomeno risulta dunque molto più comoda da misurare rispetto al fenomeno stesso ed è perciò preferibile nei casi in cui quest'ultimo sia impossibile o comunque sconveniente da misurare in maniera diretta; sarebbe infatti impraticabile misurare un fenomeno sismico in termini delle sue grandezze fisiche.

Le scale come la Rossi-Forel e la Mercalli, sono usate invece per descrivere gli effetti del terremoto, i quali dipendono dalle condizioni locali (presenza e tipo di costruzioni, distanza dall'epicentro, etc.). Per esempio, un terremoto di uguale magnitudo può avere effetti diversi se avviene in pieno deserto (dove nessuno può avvertirlo), oppure in un centro abitato (dove può provocare danni e vittime).

Eventi con magnitudo di 4,5 o superiore sono abbastanza forti da essere registrati dai sismografi di tutto il mondo. I terremoti più potenti registrati sono di magnitudo 8 o 9 ed avvengono con frequenza di circa uno all'anno. Il più grande mai registrato si verificò il 22 maggio 1960 in Cile, ed ebbe una magnitudo M_W di 9,5.

L'energia rilasciata da un terremoto, a cui è strettamente correlato il suo potere distruttivo, è proporzionale all’ampiezza di oscillazione elevata a . Quindi, in termini di energia rilasciata, una differenza di magnitudo pari a 1,0 è equivalente ad un fattore 31.6 ( ), mentre una differenza di magnitudo pari a 2,0 è equivalente ad un fattore 1000 ( ). ^[3] Una magnitudo 4,0 è quindi pari a 1000 volte quella di una magnitudo 2,0. Per inciso, una magnitudo 4,0 è analoga all'esplosione nel raggio di 100 km di una piccola bomba atomica (1000 tonnellate di tritolo), inferiore a quella della bomba di Hiroshima (pari a circa 13000 tonnellate di tnt, 55 terajoule). Un raddoppio dell'energia rilasciata è rappresentato da un aumento di magnitudo pari a 0,2.

Tabella

La seguente tabella descrive gli ipotetici effetti di terremoti di varie magnitudini vicino al loro epicentro in luoghi abitati. La tabella ricalca lo stile della scala Mercalli essendo di tipo qualitativo e non quantitativo. Gli effetti possono quindi variare in base ad una gran quantità di fattori, come la distanza dall'epicentro, il tipo di terreno che può smorzare o amplificare le scosse, e il tipo di costruzioni, se presenti.