這個換算器能做什麼
這個工具可以比較兩場地震的規模,以及它們所釋放的地震能量。規模採用的是對數刻度,因此規模上看似不大的差距,背後的能量差異卻可能極為懸殊。只要輸入地震 A 與地震 B 的規模,換算器就會算出兩者的規模差(\(\Delta M\))與能量比(\(J_a / J_b\)),並列出每場地震各自釋放的地震能量(單位:焦耳)。這是一項純粹的物理/地震學計算,全世界皆適用、結果完全一致。
公式說明
本換算器採用標準的古登堡—芮克特(Gutenberg-Richter)能量關係式,以 10 為底的對數形式表示:$$\log_{10}(J) = 4.8 + 1.5\cdot M$$其中 \(J\) 為地震能量(焦耳)、\(M\) 為規模。整理後可得 $$J = 10^{\,4.8 + 1.5M}$$當你計算兩場地震的比值時,常數 4.8 會互相抵消,最後只剩下 $$\frac{J_a}{J_b} = 10^{\,1.5\cdot(M_a - M_b)} = 10^{\,1.5\cdot\Delta M}$$一個方便記憶的概念:規模每提高 1 級,能量約增加 \(10^{1.5} \approx 32\) 倍;提高 2 級,能量便增加 \(10^3 = 1000\) 倍。順帶一提,1 焦耳 = 1 牛頓·公尺。
實際範例
以一場規模 9.0 的地震(A)與一場規模 7.9 的地震(B)來比較。規模差為 $$\Delta M = 9.0 - 7.9 = 1.1$$能量比則為 $$10^{\,1.5 \times 1.1} = 10^{1.65} \approx 44.7$$也就是說,地震 A 釋放的能量約為地震 B 的 45 倍。各自的絕對能量為 $$J_a = 10^{\,4.8 + 13.5} = 10^{18.3} \approx 2.0\times10^{18}\ \text{J}$$ $$J_b = 10^{\,4.8 + 11.85} = 10^{16.65} \approx 4.5\times10^{16}\ \text{J}$$把兩者再相除,得到的比值與前面完全吻合。
常見問題
為什麼規模 9 會比規模 7 強這麼多?因為規模每增加 1 級,能量大約變成原來的 32 倍。相差 2 級,就意味著釋放的能量多了約 1000 倍。
如果兩個規模一樣大會怎樣?那麼 \(\Delta M = 0\),能量比為 \(10^0 = 1\),代表兩者釋放的能量相同。
如果 A 比 B 小怎麼辦?此時規模差為負值,能量比會小於 1,表示地震 A 是兩者中威力較弱的一場。