ماذا تفعل هذه الحاسبة
تتيح لك هذه الأداة التحويل بين قوة عزم الزلزال (Mw) والطاقة الزلزالية التي يطلقها، مقيسة بالجول (J)، كما تعبّر عن هذه الطاقة بكتلة مكافئة من مادة TNT المتفجرة بالأطنان المترية. وتستند الحاسبة إلى علاقة غوتنبرغ-ريختر بين الطاقة والقوة، وهي علاقة فيزيائية عالمية تنطبق في أي مكان على سطح الأرض، فهي ليست خاصة ببلد بعينه، وإن جرت العادة على توضيحها باستخدام زلازل يابانية شهيرة.
كيفية الاستخدام
اختر اتجاه التحويل من قائمة «التحويل من». حدّد القوة لإدخال قيمة M والحصول على الطاقة بالجول إلى جانب المكافئ من مادة TNT. أو حدّد الطاقة (J) لإدخال قيمة طاقة مع وحدتها (من J حتى EJ) والحصول على القوة المقابلة وكتلة TNT المكافئة. وما تفعله وحدة الطاقة هو ببساطة تحويل قيمتك إلى الجول وفق النظام الدولي للوحدات قبل تطبيق المعادلة.
شرح المعادلة
المعادلة الأساسية هي $$\log_{10}(\text{J}) = 4.8 + 1.5 \times M$$ حيث J هي الطاقة بالجول وM هي قوة العزم. وبحلّ المعادلة في الاتجاه المعاكس نحصل على \(M = (\log_{10}(\text{J}) - 4.8) / 1.5\). ويعني المعامل 1.5 أن كل زيادة بمقدار درجة كاملة في القوة تضاعف الطاقة بنحو \(10^{1.5} \approx 31.6\) مرة، بينما تضاعفها القفزة بمقدار درجتين بمقدار 1000 مرة. أما بالنسبة لمادة TNT، فإن الطن المتري الواحد منها يطلق \(4.184 \times 10^9\) جول (4.184 جيجاجول)، ومن ثَمّ تكون الكتلة المكافئة هي ببساطة قيمة J مقسومة على \(4.184 \times 10^9\).
مثال محلول
لزلزال قوته M = 9.0: $$\log_{10}(\text{J}) = 4.8 + 1.5 \times 9.0 = 18.3$$ أي أن \(\text{J} = 10^{18.3} \approx 1.995 \times 10^{18}\) جول (نحو 2 إكساجول). ويبلغ المكافئ من مادة TNT مقدار $$\frac{1.995 \times 10^{18}}{4.184 \times 10^9} \approx 4.77 \times 10^8 \text{ طن}$$ أي ما يقارب 477 ميجاطن من مادة TNT.
الأسئلة الشائعة
ما مقياس القوة المستخدم هنا؟ تعتمد الحاسبة على قوة العزم (Mw)، وهي المعيار الحديث المستخدم في قياس الزلازل الكبيرة.
لماذا يحدث التغيّر الطفيف في القوة فرقاً كبيراً؟ لأن الطاقة تنمو وفق \(10^{1.5M}\)، فإن زيادة درجة واحدة فقط في القوة تطلق طاقة أكبر بنحو 31.6 مرة.
هل يمكنني إدخال قِيم سالبة أو كبيرة جداً للقوة؟ نعم. فالمعادلة معرّفة لأي قيمة حقيقية من M. أما اتجاه الطاقة فيشترط قيمة موجبة فقط، لأن لوغاريتم الصفر أو العدد السالب غير معرّف.
