Kada se govori o potresima, pitanje koje je ostalo nedovoljno objašnjeno je razlika između mjerenja po Richteru i po Mercalliju. Prosječan čovjek vjerojatno malo zna o tome tko su ova gospoda bila i kako su njihova mjerenja nastala pa tako i zašto se danas sve manje koristi Mercallijeva ljestvica.
Lako ćemo pronaći da je Charles Francis Richter bio američki fizičar i seizmolog s doktoratom Kalifornijskog tehnološkog instituta u Pasadeni. S Benom Gutenbergom razvio je ljestvicu magnituda potresa (1935.), koja se danas naziva Richterova ljestvica. Mohorovičićeve hodokrone iz 1922., proširene i preinačene 1958. kao Gutenberg-Richterove, primjenjivane su za definiranje nekoliko Zemljinih modela (tzv. G-modeli). Naš poznati geofizičar Hrvoje Tkalčić napisao je lani da je pojam magnitude Richter u seizmologiju uveo iz astronomije, koja je bila njegova ljubav iz djetinjstva.
Seizmolog Kuk: "Nije dobro plašiti javnost. Ne postoje znanstveni temelji za predviđanje potresa"
S Giuseppeom Mercallijem malo je drukčija situacija. Ovaj je talijanski vulkanolog istodobno bio i katolički svećenik koji je bio predavač prirodnih znanosti u milanskom sjemeništu. No njegova znanstvena karijera smisao dobiva tek nakon dolaska u Napulj, gdje je mogao proučavati erupcije vulkana Stromboli te Vulcano na Liparskim otocima. Njegovi su opisi temelj indeksa vulkanske eksplozivnosti. Osim mjerenja potresa, Mercallijev život obilježila je, nažalost, njegova bizarna smrt. Jer, 1914. je u 63. godini pronađen je izgoren do karboniziranosti u svojoj sobi. Smatralo se da je, shrvan umorom zbog dugotrajnog rada, po kojem je bio poznat, prevrnuo parafinsku lampu. No moguće je da je i ubijen jer je iz kuće nedostajao novac, današnjih oko 1400 dolara.
Najveća amplituda pomaka vala
Razlike između dva mjerenja objasnila nam je doc. dr. sc. Iva Dasović s Geofizičkog odsjeka Prirodoslovno-matematičkog fakulteta u Zagrebu:
Magnituda potresa M je mjera, odnosno broj koji opisuje količinu oslobođene elastične energije potresa. Temelji se na mjerenju najveće amplitude pomaka seizmičkog vala opažene na nekoj seizmološkoj postaji, jer amplituda vala odražava količinu energije oslobođenu u žarištu: što je veća energija, bit će veća amplituda pomaka. Energija potresa oslobođena u žarištu potresa utroši se na slom stijene, svladavanje trenja pri samom pomaku rasjednih krila i sam pomak, dio se pretvori u toplinu, a tek jedan manji dio oslobodi se u obliku energije seizmičkih valova koja putuje sredstvom i koje mi osjećamo na površini Zemlje. Na temelju zapisa seizmičkih valova moguće je odrediti samo energiju potresa oslobođenu u obliku valova.
Magnitudu je u seizmologiju uveo Charles F. Richter 1935. pa se zato vrlo često može čuti kolokvijalni naziv “magnituda po Richteru” ili “Richterova ljestvica”, iako je ispravan naziv lokalna magnituda ML. Treba naglasiti da magnituda nije nikakva ljestvica, da nije ograničena i sama nema ni gornju ni donju graničnu vrijednost. Richterova je ideja bila da se veliki raspon zabilježenih amplituda pomaka tla i jakosti potresa opiše malim brojevima, npr. između 0 i 10, pa je za mjerenu veličinu uzeo logaritam najveće amplitude pomaka vala zabilježene na seizmogramu potresa. Pritom je uzeo u obzir činjenicu da valovi po putu gube energiju, odnosno smanjuje im se amplituda, ovisno o svojstvima sredstva kroz koje prolaze, pa se zato tom logaritmu amplitude dodaje još neki iznos koji kompenzira za tu izgubljenu energiju.
Josip je izgubio kuću u potresu, a društvo mu pravi psić kojeg je preimenovao u Potres
Taj iznos ovisi o svojstvima sredstva pa se određuje za neko područje i odražava nešto kao “prosječni gubitak energije”. Općenito, dva vala koja su putovala različitim stazama imat će drukčiji oblik i najveću amplitudu na jednakoj udaljenosti od žarišta. Za isti ćemo potres na različitim seizmološkim stanicama dobiti ponešto različite vrijednosti magnitude. Tome se doskočilo tako da se izračuna prosjek svih dobivenih magnituda i taj prosjek onda predstavlja “konačnu” magnitudu.
Lokalna magnituda računa se pri postupku lociranja potresa, tako da je moguće vrlo brzo odrediti jakost potresa s nekom preciznošću.
Budući da je riječ o logaritmu, kad je razlika u magnitudi jedan, onaj jači potres imat će najveću amplitudu pomaka tla, deset puta veću od slabijeg potresa, ali njegova je oslobođena energija zato više od 30 puta veća! Kad je razlika u magnitudi dva, najveći pomak tla jačeg potresa sto je puta veći od slabijeg potresa, a energija oko tisuću puta veća. Potres magnitude 4 oslobodi energije kao 32 potresa magnitude 3 ili 1000 potresa magnitude 2 ili oko 31.500 potresa magnitude 1 ili milijun potresa magnitude 0.
Makroseizmički intenzitet, ili samo intenzitet, potresa je veličina koja opisuje učinak valova potresa tijekom i nakon podrhtavanja tla na ljude, predmete, građevine i okoliš, npr. tlo ili reljef. Intenzitet se opisuje ljestvicama sa stupnjevima, a stupanj se označava rimskom brojkom. Svaki stupanj ljestvice sadrži opis niza učinaka: npr. ljuljao se luster, većina ljudi se prestrašila, pojedinci su izašli na ulicu, srušio se dimnjak, puknuo je zid i sl. Intenzitet se ne može procijeniti ako ne postoji opažanje, odnosno opažač, stoga se ne može odrediti u nenaseljenim područjima.
Za točnije određivanje intenziteta potresa i posljedica koje je potres prouzročio jako je važno imati povratnu informaciju što je moguće šire populacije kako bi se subjektivnost ocjene intenziteta smanjila na najmanju moguću mjeru. Ovo je stariji način određivanja jačine potresa, ali je i danas vrlo važan!
Mnogo čimbenika potresa
Giuseppe Mercalli razradio je 1902. dvadesetak godina stariju Rossi-Forelovu ljestvicu i tako je nastala Mercallijeva ljestvica intenziteta. No zapravo postoje različite makroseizmičke ljestvice koje opisuju intenzitet: Mercalli-Cancani-Siebergova (MCS), modificirana Mercallijeva (MM, u SAD-u), europska makroseizmička ljestvica (EMS)... One su se s vremenom razvijale i prilagođavale područjima za koja su namijenjene: npr. uvažavajući uobičajeni način gradnje građevina i razrađujući više ili manje opis prema njihovim specifičnostima pa se zato razlikuju i po složenosti pri klasifikaciji učinaka.
Ljestvice za određivanje makroseizmičkog intenziteta najčešće imaju 12 stupnjeva, a svaki stupanj opisuje tipične učinke potresa toga intenziteta, npr. prvi stupanj odgovara “nezamjetljivom potresu”, koje bilježe samo seizmografi, dok 12. stupanj opisuje “veliki katastrofalni potres” u kojem se građevine ruše do temelja, broj poginulih je izuzetno velik i postoje velike promjene u krajoliku. U Europi se danas gotovo posvuda upotrebljava vrlo složena i detaljna ljestvica EMS, razrađena krajem 90-ih godina 20. stoljeća. Učinci koji se opažaju na nekoj lokaciji ovise o mnogo čimbenika: jakosti potresa u izvoru (magnitudi), mehanizmu pomaka u žarištu potresa, udaljenosti lokacije od hipocentra, trajanju jake trešnje, lokalnim svojstvima tla, topografiji i dr. Dakle, intenzitet će se (za razliku od magnitude) razlikovati od lokacije do lokacije.
Također, veliki utjecaj imaju i lokalni efekti tla i topografija pa recimo rastresita tla kao što su riječni sedimenti u riječnim dolinama mogu amplificirati, odnosno pojačati, seizmičke valove.
Puno je jednostavnije "sve iz jedne sobe iz ureda" dati podatke o iznosu Richtera, brzo i odmah. Za MCS moraš imati terenska istraživanja, popuniti upitnike, naći dovoljno podataka u slabije naseljenim krajevima, rezultati su ovisni o lokalnoj geologiji, sve je to posao. Zato danas stručnjaci obožavaju Richtera koji je praktički fizička veličina koju iz očitanja dobiješ praktički odmah. A za zdravlje i živote ljudi važniji je rušilački efekt na površini kojeg bolje opisuje MCS. Richter, ako je hipocentar u većoj dubini, ponekad ne daje dobre podatke o epicentru gdje rušilački efekt na površini najjači. Podaci o epicentru su značajni zbog brzog upućivanja spasavalačkih i potražnih ekipa, pa ako se pogriješi u lokaciji, istina to se ne dešava često, može se izgubiti dragocijeno vrijeme zbog pogrešnog lociranja epicentra. A u blizini epicentra su najveća rušenja zgrada.