Aardbevingsschalen

Op deze pagina:
Ontwikkeling aardbevingsschalen
Richter schaal
European Macroseismic Scale
Modified Mercalli Scale
Japanese Meteorological Agency Scale
Energie

Informatie over aardbevingen die nu plaatsvinden (overal ter wereld): United States Geological Survey National Earthquake Information Center

Ontwikkeling aardbevingsschalen

De schaal van Sieberg (1912 en 1923) vormt de basis van alle moderne aardbevingsschalen met 12 stappen. In 1932 werd een nieuwe versie ontwikkeld, de Mercalli-Cancani-Sieberg schaal. Wood en Neumann vertaalden deze schaal in 1931 in het Engels. Dat werd de Modified Mercalli schaal. Richter herzag deze in 1956, maar hij wilde daar niet zijn naam aan verbinden. Zo kwam de Modified Mercalli schaal 1956 tot stand. Deze schaal wordt hoofdzakelijk in Amerika gebruikt.
In 1964 werd de eerste versie van de MSK schaal gepubliceerd, ontwikkeld door Medvedev, Sponheuer en Karnik, grotendeels gebaseerd op de verschillende Modified Mercalli schalen. Deze schaal werd hoofdzakelijk in Europa gebruikt. In 1988 reviseerde de European Seismological Commission deze schaal. In 1992 werd een voorlopige versie gepubliceerd die in 1998 definitief werd. De 1992 en 1998 versies worden de European Macroseismic Scale (EMS) genoemd.

En de Richter schaal dan? Die werd in 1935 ontwikkeld door Charles F. Richter van het California Institute of Technology. De eerder genoemde schalen geven de intensiteit van een aardbeving weer in een tamelijk willekeurige maat, maar Richter ontwikkelde een schaal die exacter was te meten. De Richter schaal is een magnitude schaal die direct wordt afgeleid van de uitslag van een Wood-Anderson seismometer, met inachtneming van de afstand tot het epicentrum van de aardbeving.

Voor een aardbeving geldt maar één magnitude, maar afhankelijk van de plaats waar de effecten worden bestudeerd, kan de intensiteit sterk verschillen.

Er zijn al in het verleden en er worden nog steeds pogingen gedaan een verband te vinden tussen de intensiteit van een aardbeving en de PGA en PGV. De PGV is de peak ground velocity ofwel de maximum snelheid waarmee de grond beweegt tijdens een aardbeving. De PGA is de peak ground acceleration ofwel de maximum versnelling van de grond tijdens een aardbeving. Voor de Mercalli schaal zijn diverse tabellen en formules gepubliceerd, maar de onderlinge verschillen zijn enorm. Vandaar dat de commissie die zich bezig houdt met de ontwikkeling van de European Macroseismic Scale stelt dat er nog veel meer onderzoek moet worden gedaan voordat een zinnige correlatie tussen de grondbewegingsparameters en de aardbevingsintensiteit kan worden gepubliceerd. Bovendien wordt gesteld dat het verband zo ingewikkeld is dat er geen simpele correlaties zijn te vinden. Voorts zijn er bewijzen dat de PGA nu niet bepaald de belangrijkste parameter is die iets zegt over de intensiteit.

Richter schaal

Een indruk van de effecten van een zekere (Richter) magnitude geeft de volgende tabel.

Magnitude Effecten Geschat aantal/jaar
< 2.5 Wordt doorgaans niet gevoeld, maar kan worden gemeten met een seismograaf. 900 000
2.5 - 5.5 Wordt meestal wel waargenomen, maar de schade is gering. 30 000
5.5 - 6.0 Geringe schade aan gebouwen en andere bouwwerken. 500
6.0 - 7.0 Kan veel schade berokkenen in dicht bewoonde gebieden. 100
7.0 - 8.0 Grote aardbeving, ernstige schade. 20
> 8.0 Zeer grote aardbeving. Gemeenschappen in de buurt van het epicentrum worden meestal volledig verwoest. 1 per 5-10 jaar
rond de 8.8 De zwaarste aardbevingen door mensen waargenomen. enkele per eeuw

Magnitude	Effecten	Geschat aantal/jaar
< 2.5	Wordt doorgaans niet gevoeld, maar kan worden gemeten met een seismograaf.	900 000
2.5 - 5.5	Wordt meestal wel waargenomen, maar de schade is gering.	30 000
5.5 - 6.0	Geringe schade aan gebouwen en andere bouwwerken.	500
6.0 - 7.0	Kan veel schade berokkenen in dicht bewoonde gebieden.	100
7.0 - 8.0	Grote aardbeving, ernstige schade.	20
> 8.0	Zeer grote aardbeving. Gemeenschappen in de buurt van het epicentrum worden meestal volledig verwoest.	1 per 5-10 jaar
rond de 8.8	De zwaarste aardbevingen door mensen waargenomen.	enkele per eeuw

EMS-98

De European Macroseismic Scale in verkorte vorm.
Dit is géén officiële vertaling. Zie voor het volledige originele document European Macroseismic Scale 1998.

EMS waarde Definitie Beschrijving
I Niet voelbaar Is alleen met instrumenten te meten.
II Nauwelijks voelbaar Wordt heel af en toe waargenomen door mensen die thuis rustig in een stoel zitten.
III Zwak Wordt door sommige mensen binnenshuis waargenomen. Wie rustig op een stoel zit voelt zich even licht heen en weer zwaaien of er wordt een lichte trilling waargenomen.
IV Wordt op grote schaal waargenomen Wordt binnenshuis meestal wel gevoeld, maar buitenshuis zelden. Sommige mensen worden er wakker van. Ramen, deuren en serviesgoed rammelen.
V Krachtig Wordt binnenshuis door de meesten wel waargenomen, buitenshuis maar door enkele mensen. Veel mensen worden er wakker van. Sommigen worden bang. Gebouwen schudden. Hangende voorwerpen slingeren aanzienlijk. Kleine voorwerpen worden verschoven. Deuren en ramen zwaaien open of slaan dicht.
VI Richt enige schade aan Veel mensen worden bang en rennen naar buiten. Sommige voorwerpen vallen om. Veel huizen raken licht beschadigd: haarscheuren en kleine stukjes pleister die naar beneden vallen.
VII Richt schade aan De meeste mensen worden bang en rennen naar buiten. Meubels worden verschoven en voorwerpen vallen in groten getale van de planken. Tal van goed geconstrueerde gewone gebouwen lopen gemiddelde schade op: kleine scheuren in de muren, vallend pleister, stukken schoorsteen vallen om. Oudere gebouwen kunnen grote scheuren in de muren krijgen en niet-dragende muren kunnen instorten.
VIII Richt zware schade aan Veel mensen hebben moeite rechtop te blijven staan. Veel huizen vertonen grote scheuren in de muren. De muren van enkele zelfs goed geconstrueerde gewone gebouwen storten in. Niet al te stevige oudere gebouwen kunnen volledig instorten.
IX Vernielend Algehele paniek. Veel zwakke bouwwerken storten in. Zelfs goed geconstrueerde gewone gebouwen vertonen aanzienlijke schade: de meeste muren zijn ingestort en dragende delen zijn gedeeltelijk vernield.
X Uiterst vernielend Vele goed geconstrueerde gewone gebouwen storten in.
XI Verwoestend De meeste goed geconstrueerde gebouwen storten in. Zelfs enkele gebouwen die met het oog op aardbevingen zijn ontworpen worden verwoest.
XII Volledige verwoesting Zo goed als alle gebouwen worden verwoest.

EMS waarde	Definitie	Beschrijving
I	Niet voelbaar	Is alleen met instrumenten te meten.
II	Nauwelijks voelbaar	Wordt heel af en toe waargenomen door mensen die thuis rustig in een stoel zitten.
III	Zwak	Wordt door sommige mensen binnenshuis waargenomen. Wie rustig op een stoel zit voelt zich even licht heen en weer zwaaien of er wordt een lichte trilling waargenomen.
IV	Wordt op grote schaal waargenomen	Wordt binnenshuis meestal wel gevoeld, maar buitenshuis zelden. Sommige mensen worden er wakker van. Ramen, deuren en serviesgoed rammelen.
V	Krachtig	Wordt binnenshuis door de meesten wel waargenomen, buitenshuis maar door enkele mensen. Veel mensen worden er wakker van. Sommigen worden bang. Gebouwen schudden. Hangende voorwerpen slingeren aanzienlijk. Kleine voorwerpen worden verschoven. Deuren en ramen zwaaien open of slaan dicht.
VI	Richt enige schade aan	Veel mensen worden bang en rennen naar buiten. Sommige voorwerpen vallen om. Veel huizen raken licht beschadigd: haarscheuren en kleine stukjes pleister die naar beneden vallen.
VII	Richt schade aan	De meeste mensen worden bang en rennen naar buiten. Meubels worden verschoven en voorwerpen vallen in groten getale van de planken. Tal van goed geconstrueerde gewone gebouwen lopen gemiddelde schade op: kleine scheuren in de muren, vallend pleister, stukken schoorsteen vallen om. Oudere gebouwen kunnen grote scheuren in de muren krijgen en niet-dragende muren kunnen instorten.
VIII	Richt zware schade aan	Veel mensen hebben moeite rechtop te blijven staan. Veel huizen vertonen grote scheuren in de muren. De muren van enkele zelfs goed geconstrueerde gewone gebouwen storten in. Niet al te stevige oudere gebouwen kunnen volledig instorten.
IX	Vernielend	Algehele paniek. Veel zwakke bouwwerken storten in. Zelfs goed geconstrueerde gewone gebouwen vertonen aanzienlijke schade: de meeste muren zijn ingestort en dragende delen zijn gedeeltelijk vernield.
X	Uiterst vernielend	Vele goed geconstrueerde gewone gebouwen storten in.
XI	Verwoestend	De meeste goed geconstrueerde gebouwen storten in. Zelfs enkele gebouwen die met het oog op aardbevingen zijn ontworpen worden verwoest.
XII	Volledige verwoesting	Zo goed als alle gebouwen worden verwoest.

Modified Mercalli schaal
Samenvatting

Mercalli Beschrijving
I Vrijwel niet direct waarneembaar.
II Soms voelbaar bij rustig zitten, vooral op de bovenste etages van een gebouw. Sommige hangende voorwerpen kunnen wat slingeren.
III Vrij goed voelbaar binnenshuis, vooral op de bovenste etages van een gebouw. Niet altijd als aardbeving herkenbaar. Stilstaande auto's schudden licht. Trilling als van passerende vrachtwagen.
IV Overdag binnenshuis goed waarneembaar, buiten nauwelijks. 's Nachts worden sommigen wakker. Borden, vensters en deuren rammelen. Muren kraken. Lijkt alsof een zware vrachtwagen tegen een gebouw rijdt. Stilstaande auto's schudden duidelijk.
V Wordt door bijna iedereen gevoeld. De meeste mensen worden wakker. Hier en daar breekt een bord of een ruit. Hier en daar scheuren in pleister. Voorwerpen 'op scherp' vallen om. Soms kun je bomen en vlaggenstokken zien bewegen. Slingeruurwerken stoppen soms.
VI Duidelijk voelbaar. Veel mensen worden bang en rennen naar buiten. Sommige zware meubels worden verschoven. Hier en daar valt pleister naar beneden en raken schoorstenen beschadigd. Lichte algemene schade.
VII Iedereen rent naar buiten. Goed geconstrueerde gebouwen raken nauwelijks beschadigd. Gewone bouwwerken raken licht tot betrekkelijk beschadigd. Slecht geconstrueerde bouwwerken lopen aanzienlijke schade op. Hier en daar stort een schoorsteen in. Goed voelbaar in een rijdende auto.
VIII Weinig schade in aardbevingsbestendige gebouwen. Aanzienlijke schade in normale gebouwen van enige omvang; gedeeltelijke instorting. Paneelmuren breken uit hun frames. Schoorstenen, torens, monumenten, muren storten in. Zware meubels vallen omver. Kleine hoeveelheden zand en modder worden opgeworpen. Rijden in een auto niet goed mogelijk.
IX Aanzienlijke schade, ook aan aardbevingsbestendige bouwwerken. Grote schade aan grote gebouwen, die gedeeltelijk instorten. Gebouwen verschuiven van hun fundamenten. Opvallende scheuren in de grond. Ondergrondse leidingen breken.
X Sommige goed geconstrueerde houten bouwwerken worden vernietigd. Meeste gemetselde bouwwerken worden vernietigd. Grote scheuren in de grond. Spoorrails verbuigen. Flinke aardverschuivingen in rivieroevers en steile hellingen. Zand en modder worden verschoven. Water gutst over rivieroevers heen.
XI Vrijwel geen enkel gemetseld bouwwerk blijft overeind. Bruggen worden vernietigd. Brede scheuren in de grond. Ondergrondse leidingen volledig lam. Flinke aardverschuivingen in zachte grond. Spoorrails worden flink verbogen.
XII Totale verwoesting. De grond ziet er gegolfd uit. Vele voorwerpen worden in de lucht geworpen.

Mercalli	Beschrijving
I	Vrijwel niet direct waarneembaar.
II	Soms voelbaar bij rustig zitten, vooral op de bovenste etages van een gebouw. Sommige hangende voorwerpen kunnen wat slingeren.
III	Vrij goed voelbaar binnenshuis, vooral op de bovenste etages van een gebouw. Niet altijd als aardbeving herkenbaar. Stilstaande auto's schudden licht. Trilling als van passerende vrachtwagen.
IV	Overdag binnenshuis goed waarneembaar, buiten nauwelijks. 's Nachts worden sommigen wakker. Borden, vensters en deuren rammelen. Muren kraken. Lijkt alsof een zware vrachtwagen tegen een gebouw rijdt. Stilstaande auto's schudden duidelijk.
V	Wordt door bijna iedereen gevoeld. De meeste mensen worden wakker. Hier en daar breekt een bord of een ruit. Hier en daar scheuren in pleister. Voorwerpen 'op scherp' vallen om. Soms kun je bomen en vlaggenstokken zien bewegen. Slingeruurwerken stoppen soms.
VI	Duidelijk voelbaar. Veel mensen worden bang en rennen naar buiten. Sommige zware meubels worden verschoven. Hier en daar valt pleister naar beneden en raken schoorstenen beschadigd. Lichte algemene schade.
VII	Iedereen rent naar buiten. Goed geconstrueerde gebouwen raken nauwelijks beschadigd. Gewone bouwwerken raken licht tot betrekkelijk beschadigd. Slecht geconstrueerde bouwwerken lopen aanzienlijke schade op. Hier en daar stort een schoorsteen in. Goed voelbaar in een rijdende auto.
VIII	Weinig schade in aardbevingsbestendige gebouwen. Aanzienlijke schade in normale gebouwen van enige omvang; gedeeltelijke instorting. Paneelmuren breken uit hun frames. Schoorstenen, torens, monumenten, muren storten in. Zware meubels vallen omver. Kleine hoeveelheden zand en modder worden opgeworpen. Rijden in een auto niet goed mogelijk.
IX	Aanzienlijke schade, ook aan aardbevingsbestendige bouwwerken. Grote schade aan grote gebouwen, die gedeeltelijk instorten. Gebouwen verschuiven van hun fundamenten. Opvallende scheuren in de grond. Ondergrondse leidingen breken.
X	Sommige goed geconstrueerde houten bouwwerken worden vernietigd. Meeste gemetselde bouwwerken worden vernietigd. Grote scheuren in de grond. Spoorrails verbuigen. Flinke aardverschuivingen in rivieroevers en steile hellingen. Zand en modder worden verschoven. Water gutst over rivieroevers heen.
XI	Vrijwel geen enkel gemetseld bouwwerk blijft overeind. Bruggen worden vernietigd. Brede scheuren in de grond. Ondergrondse leidingen volledig lam. Flinke aardverschuivingen in zachte grond. Spoorrails worden flink verbogen.
XII	Totale verwoesting. De grond ziet er gegolfd uit. Vele voorwerpen worden in de lucht geworpen.

JMA Seismische intensiteitenschaal

JMA: Japan Meteorological Agency
Deze schaal is gebaseerd op het werk van Omori. Oorspronkelijk had de schaal 8 trappen van 0 tot VII, maar sinds 1 oktober 1996 zijn er 10 trappen doordat de trappen 5 en 6 zijn onderverdeeld in een 'lower' en een 'upper'.
Een uitgebreidere beschrijving is onder meer te vinden bij de Kishou site van de JMA.

JMA waarde Beschrijving
0 Niet voor mensen waarneembaar.
1 Wordt door sommige mensen in een gebouw waargenomen.
2 Wordt door veel mensen in een gebouw waargenomen. Sommige slapende mensen worden er wakker van.
3 Wordt door vrijwel iedereen in een gebouw waargenomen. Sommige mensen worden bang.
4 Veel mensen worden bang en enkele mensen rennen weg. De meeste slapende mensen worden wakker.
5 lower De meeste mensen proberen weg te rennen. Sommige mensen hebben moeite met lopen.
5 upper Veel ongewapend betonnen muren storten in. Grafzerken vallen om. Veel auto's stoppen omdat verder rijden lastig is. Hier en daar valt een drankautomaat om.
6 lower In sommige gebouwen vallen tegels van de muur en vallen de ramen eruit.
6 upper In veel gebouwen vallen tegels van de muur en vallen de ramen vallen eruit. De meeste ongewapend betonnen muren storten in.
7 In de meeste gebouwen vallen tegels van de muur en vallen de ramen eruit. Enkele gewapend betonnen muren storten in.

JMA waarde	Beschrijving
0	Niet voor mensen waarneembaar.
1	Wordt door sommige mensen in een gebouw waargenomen.
2	Wordt door veel mensen in een gebouw waargenomen. Sommige slapende mensen worden er wakker van.
3	Wordt door vrijwel iedereen in een gebouw waargenomen. Sommige mensen worden bang.
4	Veel mensen worden bang en enkele mensen rennen weg. De meeste slapende mensen worden wakker.
5 lower	De meeste mensen proberen weg te rennen. Sommige mensen hebben moeite met lopen.
5 upper	Veel ongewapend betonnen muren storten in. Grafzerken vallen om. Veel auto's stoppen omdat verder rijden lastig is. Hier en daar valt een drankautomaat om.
6 lower	In sommige gebouwen vallen tegels van de muur en vallen de ramen eruit.
6 upper	In veel gebouwen vallen tegels van de muur en vallen de ramen vallen eruit. De meeste ongewapend betonnen muren storten in.
7	In de meeste gebouwen vallen tegels van de muur en vallen de ramen eruit. Enkele gewapend betonnen muren storten in.

Energie

Een aardbeving vertegenwoordigt een bepaalde hoeveelheid energie. Deze valt niet nauwkeurig te meten, maar Richter en Gutenberg hebben een empirische formule opgesteld:
log E = 4.8 + 1.5*M
waarbij log is de logaritme met grondtal 10, E is de energie van de seismische oppervlaktegolven in joule, M is de Richter magnitude van de oppervlaktegolven, zeg maar het 'gewone' Richter getal.
Zodoende staat M = 1 gelijk aan een energie van 2*10⁶ J, M = 6 is 6.3*10¹³ J en M = 12 is 6.3*10²² J. Iedere volgende M is √1000 keer (ca. 31.6) meer energie.

De (Modified) Mercalli schaal kan niet direct worden vergeleken met een energie. Toch wordt de volgende richtsnoer gehanteerd:
log E = 8 + Merc
waarbij Merc is het Mercalli nummer. Mercalli I is dus 10⁹ J en Mercalli XII is 10²⁰ J.
Als we de energieformules voor de Richter schaal en de Mercalli schaal met elkaar vergelijken, dan zou je zeggen dat Richter = (3.2 + Merc)/1.5, maar in de praktijk worden andere vergelijkingswaarden gehanteerd, als men dat al zinvol vindt. Een veel voorkomende tabel leidt tot de volgende formule:
Richter = 0.59*Merc + 1.42
maar nog steeds is zo'n vergelijking niet bijster zinvol.

Eveneens meer tot de vermakelijkheden dan tot de zinvolheden moet worden gerekend de vergelijking met het aantal ton TNT (trinitrotolueen, een explosief).
1 ton TNT vertegenwoordigt een explosie-energie van circa 4.184 GJ. Ter vergelijking: de atoombom van Hiroshima wordt geschat op 13 kiloton TNT en de krachtigste waterstofbommen halen circa 15 megaton.
Als een zekere hoeveelheid TNT ondergronds tot explosie wordt gebracht, is circa 1000/15 (= 66.7) keer meer TNT nodig om een vergelijkbare hoeveelheid seismische energie te produceren.
Aan de hand van de energieformule voor de Richter magnituden kan nu een vergelijking worden gemaakt met TNT. Zo komt Richter 3 overeen met 32 ton TNT, Richter 6 met 1 megaton TNT en Richter 10 met 1 teraton.

Ga naar start/Home