Вт = кг ∙ м>2/с>3
Для того, чтобы ощутить эту мощность, удобно перейти к старой системе и определить мощность через кгс:
1 Вт ≈ 0,102 кгс·м/с, тогда 100 Вт = 10,2 кгс ∙ м/с
Килограмм-сила (кгс) равна силе, сообщающей телу массой один килограмм ускорение 9,80665 м/с² (нормальное ускорение свободного падения).
Из справочных данных можно найти, что при силе ветра в 6 баллов, давление волн воды составляет 11 кг на м>2. Таким образом, получается, что сейсмическая активность с магнитудой в диапазоне от 5,5 до 6 примерно равна действию волн при шторме в 6 баллов!
Все это сравнение делается с одной целью: чтобы понять, достаточное ли возникает воздействие для возникновения резонансных процессов
Данное сравнение показывает, что этой мощности вполне достаточно, чтобы возникли оба эти процесса, так как воздействие 10,2 кгс ∙ м/с, под влиянием сейсмических звуковых волн эквивалентно воздействию волны при шторме в 6 баллов, это очень существенное воздействие.
Это логичное размышление многократно подтверждается на практике. Не только при магнитуде 5,5 до 6, но и при магнитуде начиная от 4,5 и 5 достаточно для того, чтобы начались оба эти процесса.
Рис. 28. Карта зон землетрясений и сейсмическая активность [137]
Определения энергии и мощности сейсмических волн через магнитуду
Землетрясение оценивается по его энергии и интенсивности разрушений на поверхности Земли [106]. Рихтер предложил характеризовать энергию землетрясений магнитудой – условной величиной, отображающей общую энергию упругих колебаний. Энергия землетрясений Е связана с магнитудой М соотношением:
lgE = 4 +1,6 M (1)
При землетрясении, для которого М=5, энергия 10>12 Дж. По сейсмической шкале Рихтера самому сильному землетрясению соответствует магнитуда 9. Магнитуда позволяет сравнивать источники колебаний по их энергии.
Формула (1) является не единственной для подсчета энергии через магнитуду. Есть и другие формулы.
Так, по Б. Б. Голицыну, энергия Е определяется формулой [107]:
E = π>2ρV (a/T)> 2 (2)
Где ρ – плотность верхних слоев Земли,
V – скорость распространения сейсмических волн,
a – амплитуда смещения почвы,
T – период колебаний
Для Аляскинского землетрясения 1964 года с магнитудой 8,5 энергия равнялась 10>18 Дж и была эквивалентна по Н. И. Николаеву силе взрыва 100 ядерных бомб по 100 мегатонн.
В 1977 Канамори предложил принципиально иную оценку интенсивности землетрясений [108]
Сейсмический момент землетрясения определяется как:
M>0 = Auμ где
μ – модуль сдвига горных пород, порядка 30 ГПа,
А – площадь, на которой замечены геологические разломы,
u – среднее смещение вдоль разломов.
Таким образом, в единицах СИ сейсмический момент имеет размерность Па ∙ м>2 ∙ м = Дж ∙ м.
Магнитуда по Канамори определяется как:
M>w = 2/3 (lg M>0 – 9,1)
где M>0 – сейсмический момент, выраженный в Дж ∙ м.
Шкала Канамори хорошо согласуется с более ранними шкалами при
3 В каком-то смысле различные способы измерения магнитуды землетрясений являются приближениями к «идеальной» энергетической шкале: M = 2/3 (lg E – 4,8) где E – энергия землетрясения в джоулях. Преобразуем то выражение и получаем: LgE = 4,8 +1,5M (3) Сейсмическая энергия, выделяемая при ядерном взрыве мощностью 1 мегатонн, эквивалентна землетрясению с магнитудой около 6,0. Стоит заметить, что только небольшая часть энергии взрыва преобразуется в сейсмические колебания. Часть выделившейся энергии, помимо формирования сейсмических волн, расходуется на преодоление сил трения в очаге, на пластические деформации, на выделение тепла. Эмпирически было получено соотношение между энергией землетрясения (Е) и его магнитудой (М):