Momentmagnitude (Mw)

Wat momentmagnitude is

Momentmagnitude (afgekort Mw, de w staat voor work ofwel arbeid) is een maat voor de totale energie die bij een aardbeving vrijkomt. De schaal is logaritmisch, net als de bekende schaal van Richter: elke hele stap omhoog komt overeen met ongeveer 32 keer zo veel vrijgekomen energie. Een beving van Mw 7,0 is dus niet "iets sterker" dan een Mw 6,0, maar tientallen keren energieker.

Het verschil met oudere schalen zit niet in de getallen zelf, maar in de manier waarop ze tot stand komen. Richter las een magnitude rechtstreeks af van de grootste uitslag op een seismometer. Mw vertrekt van een natuurkundige grootheid, het seismisch moment, die direct gekoppeld is aan de fysieke breuk in de aardkorst. Daarom geeft Mw een eerlijker beeld van wat er werkelijk in de ondergrond is gebeurd.

Het seismisch moment: drie factoren

De momentmagnitude wordt afgeleid uit het seismisch moment (M₀). Dat moment is het product van drie grootheden, die je je als volgt kunt voorstellen: hoe sterk het gesteente is, hoe groot het stuk breuk is dat in beweging komt, en hoever de twee zijden langs elkaar schuiven.

• Rigiditeit (μ): hoe stug en sterk het gesteente rond de breuk is. Stugger gesteente bouwt meer spanning op voordat het breekt.
• Breukoppervlak (A): de oppervlakte van het stuk breukvlak dat tijdens de beving daadwerkelijk scheurt. Bij megabevingen is dit honderden kilometers lang.
• Verplaatsing (D): de gemiddelde afstand waarover de twee zijden van de breuk langs elkaar verschuiven.

Deze drie waarden samen geven het seismisch moment in newtonmeter. De momentmagnitude is daar vervolgens een logaritmische omrekening van. De energie die de beving wegstuurt, reist als seismische golven door de aarde en wordt door seismometers wereldwijd geregistreerd. Uit die registraties leiden seismologen het moment terug af.

Waarom Mw beter werkt voor grote bevingen

Het grote voordeel van momentmagnitude is dat de schaal niet verzadigt. Bij de schaal van Richter en bij andere golfgebaseerde schalen lopen de getallen vast: boven ongeveer M 7 blijft de gemeten uitslag op de seismometer min of meer gelijk, ook als de beving in werkelijkheid veel zwaarder is. Twee zeer verschillende megabevingen zouden dan dezelfde Richter-waarde krijgen, wat een vertekend beeld geeft.

Mw heeft dat probleem niet, omdat het direct gekoppeld is aan de fysieke afmetingen van de breuk. Hoe langer en hoe verder een breuk scheurt, hoe hoger het seismisch moment, zonder bovengrens in de praktijk. Daardoor kan Mw ook de allerzwaarste bevingen correct ordenen. De krachtigste gemeten beving ooit, Valdivia (Chili) in 1960, heeft een momentmagnitude van 9,5. Op de oude Richter-schaal zou dat verschil met andere megabevingen niet zichtbaar zijn. Een overzicht daarvan staat op de pagina over de zwaarste bevingen ooit.

Relatie met Richter en lokale magnitude

Momentmagnitude en de schaal van Richter zijn zo opgezet dat ze in het middenbereik vrijwel dezelfde getallen geven. Een beving van Mw 5,0 en ML 5,0 voelen en ogen daarom ongeveer gelijk. De schalen lopen pas uiteen bij hogere waarden, waar Richter verzadigt. In het nieuws en in spreektaal heet alles vaak nog "de schaal van Richter", terwijl de gerapporteerde waarde meestal een momentmagnitude is.

De Mercalli-schaal hoort hier strikt genomen niet bij, want die meet de bron niet maar de gevolgen op een plek. Toch wordt ze vaak in een adem genoemd. Het verschil tussen magnitude en intensiteit lees je terug op de pagina over de Mercalli-schaal.

Hoe het KNMI momentmagnitude gebruikt

Het KNMI bepaalt voor elke geregistreerde beving in Nederland een magnitude. Voor kleine, lokale bevingen, zoals de meeste geïnduceerde bevingen in Groningen, blijft de lokale magnitude (ML) de gangbare maat: die is snel te berekenen en nauwkeurig genoeg in het lage bereik. Voor de zwaardere bevingen rapporteert het KNMI de momentmagnitude, in lijn met de internationale standaard. In de praktijk liggen ML en Mw bij de Nederlandse bevingen dicht bij elkaar, omdat het hier vrijwel altijd om relatief lichte schokken gaat.

Veelvoorkomende misvattingen

Verder lezen

Wil je weten hoe magnitude zich verhoudt tot wat mensen ter plaatse voelen, lees dan over de Mercalli-schaal. Hoe de energie zich door de aarde verplaatst, leggen we uit bij de seismische golven. En de geschiedenis van het meten begint bij de schaal van Richter.