. Много это или мало? Что такое мощность? Один Ватт в системе Си

Вт = кг ∙ м>2>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

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):