这些天，一场地震发生了，它立刻成为新闻，包括它的震级。瞬时地震震级似乎和报告温度一样是一项常规成就，但它们是几代科学工作的成果。

为什么地震很难测量

地震很难用标准的尺度来衡量。这个问题就像为棒球投手的素质找到一个数字一样。你可以从投手的输赢记录开始，但还有更多的事情需要考虑：赢得的平均分，三振和保送，职业生涯的寿命等等。棒球统计学家修补衡量这些因素的指数（更多信息，请访问关于棒球指南）。

地震很容易像水罐一样复杂。它们是快的还是慢的。有些是温和的，有些是暴力的。他们甚至是右撇子或左撇子。它们以不同的方式水平、垂直或介于两者之间（见简而言之的断层）。它们发生在不同的地质环境中，在大陆深处或海洋深处。然而，不知何故，我们想要一个有意义的数字来排名世界地震。我们的目标一直是计算地震释放的总能量，因为这告诉我们关于地球内部动力学的深刻的事情。

里氏第一音阶

先驱地震学家查尔斯·里希特（Charles Richter）在20世纪30年代开始简化他所能想到的一切。他选择了一种标准仪器，一台伍德·安德森地震仪，只使用南加州附近的地震，只采集了一条数据，即地震仪指针移动的距离，单位为毫米。他计算了一个简单的调整系数B，以考虑近距离地震和远距离地震，这是当地震级ML的第一个里氏震级：

ML=对数A+B

加州理工学院档案馆网站上复制了他的体重表的图形版本。

你会注意到ML实际上测量的是地震波的大小，不是地震的总能量，但它只是一个开始。就目前而言，这种规模相当有效，适用于南加州的中小地震。在接下来的20年里，里克特和其他许多工作人员将地震规模扩大到新的地震仪、不同的地区和不同类型的地震波。

后来的“里氏震级”

很快，里氏震级的原始震级就被放弃了，但公众和媒体仍然使用“里氏震级”一词。地震学家过去常常介意，但现在不介意了。

今天，地震事件可以根据体波或表面波来测量（简而言之，这些可以用地震来解释）。公式有所不同，但它们得出的中等地震数字相同。

体波震级为

mb=对数（A/T）+Q（D，h）

其中A是地面运动（以微米为单位），T是波的周期（以秒为单位），Q（D，h）是一个校正系数，它取决于到震中的距离D（以度为单位）和震源深度h（以公里为单位）。

表面波震级为

Ms=对数（A/T）+1.66对数D+3.30

mb使用相对较短的地震波，周期为1秒，因此对它来说，每个大于几个波长的震源看起来都是一样的。这相当于大约6.5级。Ms使用20秒的波，可以处理较大的震源，但它也会在8级左右饱和。对于大多数情况来说，这没关系，因为对于整个地球来说，8级或重大事件平均每年只发生一次。但在它们的范围内，这两个尺度是衡量地震释放的实际能量的可靠尺度。

据我们所知，最大的地震发生在1960年，5月22日发生在智利中部附近的太平洋地区。当时，据说是8.5级，但今天我们说是9.5级。与此同时，汤姆·汉克斯和金森裕郎在1979年提出了更好的震级。

该力矩震级Mw完全不是基于地震仪读数，而是基于地震释放的总能量，即地震力矩Mo（达因厘米）：

Mw=2/3对数（Mo）-10.7

因此，该刻度不会饱和。瞬间的大小可以与地球抛向我们的任何东西相媲美。Mw的公式是这样的，在8级以下它与Ms匹配，在6级以下它与mb匹配，这与里希特的旧ML非常接近。因此，如果你喜欢，请继续称它为里希特刻度，如果他可以的话，里希特会这样做。

美国地质调查局的亨利·斯帕尔（Henry Spall）在1980年采访了查尔斯·里克特（Charles Richter）关于“他的”规模的情况。它使阅读生动。

附言：地球上的地震不会超过兆瓦=9.5左右。一块岩石在破裂前只能储存这么多的应变能，因此地震的大小严格取决于有多少岩石，断层长度有多少公里可以同时破裂。1960年地震发生的智利海沟是世界上最长的直断层。获取更多能量的唯一途径是巨大的滑坡或小行星撞击。