Kako se određuje jačina potresa i što znači kad stručnjak kaže da je jedan 30 puta jači od drugog?

Potres sa stravičnim posljedicama u utorak je pogodio središnju Hrvatsku. Treći je to takav ove godine u Hrvatskoj, a kada se izvještava o potresima i kada o njima govore stručnjaci koriste se pojmovi poput magnitude prema Richteru ili stupnja intenziteta na, primjerice, MCS ljestvici. To dvoje nije isto, pa ćemo pokušati razjasniti koja je razlika kao i što bi značilo da je jedan potres trideset puta jači od drugoga.

– Danas, 29. prosinca 2020. godine u 12 sati i 19 minuta seizmografi Seizmološke službe Republike Hrvatske zabilježili su razoran potres s epicentrom kod Petrinje. Magnituda potresa iznosila je 6.2 prema Richteru, a intenzitet u epicentru VIII-IX stupnja EMS ljestvice, tako je izgledao prvi dio izvještaja Seizmološke službe nakon potresa koji je danas pogodio središnji dio Hrvatske.

No, što uopće znače ovi opisi jačine potresa navedenih u izvještaju? Prilikom opisivanja jačine potresa koji je pogodio neko područje, obično kažemo da je određene magnitude prema Richteru. No, kako pojašnjavaju iz Seizmološke službe PMF-a, kada je riječ o potresima, razlikujemo intenzitet i magnitudu potresa i to dvoje nije isto.

Što je intenzitet potresa?

– Makroseizmički intenzitet jest skup učinaka/posljedica potresa na površini: ponašanje objekata na površini Zemlje za vrijeme trajanja podrhtavanja tla, moguće promjene u krajoliku ili čovjekov doživljaj. Učinci koji se opažaju ovise o jakosti potresa u izvoru, udaljenosti od žarišta potresa te o lokalnim svojstvima tla, ali i o vrsti građevine, odnosno načina gradnje. Iz karte izoseista (linija jednakog intenziteta) može se odrediti epicentralni intenzitet I0, epicentar potresa i dubina žarišta h, pojašnjavaju s PMF-a.

Postoje različite makroseizmičke ljestvice koje opisuju intenzitet, a prilagođene su područjima za koja su nastajale.

– Ljestvice za određivanje makroseizmičkog intenziteta najčešće imaju 12 stupnjeva, a svaki stupanj opisuje tipične učinke potresa te jačine, npr. prvi stupanj jakosti potresa su nezamjetljivi potresi koje bilježe samo seizmografi, dok je dvanaesti stupanj velika katastrofa. Najčešće ljestvice u upotrebi su MCS (jednostavna), MSK (složena) te EMS (vrlo složena, detaljna). Za točnije određivanje intenziteta potresa i posljedica koje je potres ostavio, jako je važno imati povratnu informaciju šire populacije (kako bi se subjektivnost smanjila na najmanju moguću mjeru). U Hrvatskoj se koristi ljestvica MCS za brzu procjenu intenziteta potresa, dok se za detaljno određivanje intenziteta upotrebljava ljestvica MSK ili u novije vrijeme EMS ljestvica, pojašnjavaju s PMF-a.

Primjerice, prema MCS, odnosno Mercalli-Cancani-Siebergovoj ljestvici, potres intenziteta I° je nezamjetljiv i bilježe ga jedino seizmografi. Potres intenziteta VI° prema MCS ljestvici je jak potres i prilikom njega, primjerice, slike padaju sa zida, ormari se pomiču i prevrću. Veliki katastrofalan potres na MCS ljestvici označava se sa XII° i riječ je o potresu u kojem se do temelja ruši sve što je čovjek izgradio, a on će promijeniti i izgled krajolika, primjerice, rijeke mijenjaju svoja korita.

No intenzitet potresa kao mjera njegove jakosti ima određena ograničenja. Između ostaloga, navode s PMF-a, nije ga moguće procijeniti ako ne postoji opažanje, odnosno opažač, pa je zbog toga u nenaseljenim područjima on nula.

– Još jedan problem s ovom veličinom predstavlja znatni utjecaj lokalnih efekata na vrijednost intenziteta: iako bi intenzitet potresa trebao biti najveći u samom epicentru te s udaljenosti od njega opadati, to nije uvijek tako. Tlo na kojem je neka građevina sagrađena igrat će značajnu ulogu u uzrokovanju štete – mekana, rastresita tla kao što su riječni ili jezerski sedimenti, posebno u dolinama, mogu pojačati trešnju i uzrokovati veća oštećenja na većoj udaljenosti, a time i veći intenzitet nego što bi bio očekivan na tom mjestu. Također, ljudi koji se nalaze na višim katovima zgrade osjetit će jače trešnju nego oni u prizemlju, kao i oni u mirovanju u odnosu na one koji se kreću (zato se potresi navečer često percipiraju jače nego tijekom dana), pojašnjavaju s PMF-a.

Što je magnituda?

Nakon pojave seizmografa potrese je postalo moguće locirati i to je dovelo do potrebe za definiranjem objektivnije mjere jakosti potresa koja bi opisivala proces u samom izvoru. Godine 1935. uvodi se pojam magnitude, a uveo ga je Charles F. Richter. Po njemu smo nazvali Richterovu ljestvicu, za koju je ispravnije, kažu s PMF-a, koristiti naziv lokalna magnituda, ML.

– Magnituda potresa M je mjera (broj) koja opisuje relativnu veličinu ili količinu oslobođene elastične energije potresa. Temelji se na mjerenju najveće amplitude pomaka seizmičkog vala opažene na nekoj seizmološkoj postaji jer amplituda vala odražava energiju oslobođenu u žarištu. Energija potresa oslobođena u žarištu potresa utroši se na trenje pri samom rasjedanju, odnosno pretvori u toplinu, i na energiju seizmičkih valova. Na temelju zapisa seizmičkih valova možemo odrediti samo energiju oslobođenu u obliku valova, objašnjavaju s PMF-a.

U objašnjenju pojma navode da je ideja je bila da veliki raspon jakosti potresa opisujemo malim brojevima, npr. između 0 i 10, a kao mjerenu veličinu uzeo je najveću amplitudu vala zapisanu na seizmogramu potresa. Da bi to postigao, pojašnjavaju, magnitudu je računao kao logaritam najveće amplitude te je dodao konstante koje kompenziraju energiju izgubljenu po putu. Magnitudu, zaključuju s PMF-a, moguće je pouzdano izračunati samo kada postoje zapisi sa seizmografa, a za potrese za koji ih nemaju može se odrediti samo intenzitet i magnitudu tek grubo procijeniti.

– U pravilu, potres veće magnitude za posljedicu ima i veći intenzitet. No na intenzitet znatno utječu lokalni efekti tla (mekano tlo ili čvrsta stijena) kao i način gradnje te vrsta i starost građevine. Također, važnu ulogu ima i dubina potresa: plići potres donijet će više energije na površinu, time i jaču trešnju, od potresa s dubljim žarištem. Zato se može dogoditi da potres manje magnitude prouzroči veća oštećenja i time ima veći intenzitet odnosno da je potres veće magnitude opisan intenzitetom manjeg stupnja. Dugi niz potresa, a time i podataka o intenzitetima (a kasnije i magnituda) važni su za određivanje seizmičkog hazarda (potresne opasnosti) nekog područja. Poznavanje seizmičkog hazarda omogućuje prilagodbu gradnje objekata trusnosti nekog područja kako bi se minimizirale materijalne štete te izbjegle ljudske žrtve.

Što znači trideset puta jači potres?

Nakon potresa u Zagrebu, stručnjaci su upozoravali da našem području prijeti potres koji može biti trideset puta jači. To ne znači da će njegova magnituda biti neka troznamenkasta brojka. Odnosno, ako čujete da stručnjak kaže kako je neki potres magnitude 5.0 čak trideset puta jači od onog magnitude 4.0, ne radi se o pogrešci.

– Budući da se radi o logaritamskoj funkciji, treba imati na umu da razlika u magnitudi od 1, zapravo znači omjer magnituda od 10: potres magnitude 5.0 prouzrokovat će valove koji imaju najveću amplitudu 10 puta veću od onog magnitude 4.0, a 100 puta od onog magnitude 3.0. Ako govorimo o energiji za spomenute odnose, radi se oko 30 puta većoj energiji oslobođenoj za magnitudu 5.0 u odnosu na magnitudu 4.0 i oko 1000 puta većoj magnitudi za magnitudu 3.0, kažu s PMF-a kada je riječ o usporedbi potresa različitih magnituda.