De schaal van Richter

Wat magnitude eigenlijk meet

Magnitude is een maat voor de hoeveelheid energie die vrijkomt op de plek waar een aardbeving begint. Het is één getal dat hoort bij de beving zelf, ongeacht waar je staat. Dat onderscheidt magnitude van intensiteit, die juist beschrijft hoe hard de grond op een bepaalde plaats trilt en hoeveel schade dat oplevert. Wie wil begrijpen waarom de grond überhaupt schudt, leest eerst wat een aardbeving is en hoe spanning langs een breuk plotseling ontlaadt.

Richter koppelde zijn getal aan de grootste uitslag (de amplitude) die een standaard-seismometer registreert, gecorrigeerd voor de afstand tot het epicentrum. Hoe meer energie er vrijkomt, hoe groter die uitslag — en dus hoe hoger de magnitude. Omdat aardbevingen enorm in kracht verschillen, van nauwelijks voelbaar tot verwoestend, koos hij geen gewone, maar een logaritmische schaal.

Hoe Richter het bedacht (1935)

De Amerikaanse seismoloog Charles Richter ontwikkelde de schaal in 1935 aan het California Institute of Technology, samen met collega Beno Gutenberg. Het doel was praktisch: in Zuid-Californië werden veel bevingen geregistreerd, en er was behoefte aan één objectief, vergelijkbaar getal in plaats van vage omschrijvingen als “sterk” of “licht”.

De oorspronkelijke schaal — formeel de lokale magnitude of M_L — was geijkt op één type instrument (de Wood-Anderson-seismometer) en op de geologie van Zuid-Californië. Dat verklaart waarom de schaal buiten dat gebied en bij grote bevingen minder goed werkt: ze was nooit bedoeld als universele maat. Toch sloeg het idee aan, en “de schaal van Richter” werd wereldwijd een begrip.

Waarom de schaal logaritmisch is

Een logaritmische schaal betekent dat elke stap een vermenigvuldiging is, geen optelling. Bij Richter geldt: elke hele eenheid hoger staat voor ongeveer 10× zo grote amplitude op de seismometer. Een M 6 geeft dus een tien keer zo grote uitslag als een M 5, en honderd keer (10 × 10) zo groot als een M 4.

Voor de vrijgekomen energie is de sprong nog groter: per hele eenheid komt ongeveer 32× zo veel energie vrij. Twee eenheden hoger betekent dus ongeveer 32 × 32 ≈ 1000× zo veel energie. Een M 7,0 ontlaadt daarmee circa duizend keer meer energie dan een M 5,0 — niet “iets meer”, maar een totaal andere orde van grootte. Dat is precies waarom een verschil van een paar tienden achter de komma er wel degelijk toe doet.

Magnitude versus wat je voelt

De onderstaande tabel geeft een gevoel bij de getallen. Wat je werkelijk merkt hangt ook af van de diepte en de afstand: een ondiepe beving vlak onder je voeten voelt heftiger dan een veel zwaardere beving diep en ver weg. De voorbeelden zijn vuistregels, geen exacte grenzen.

Wil je weten hoe die “wat je voelt”-kant systematisch wordt vastgelegd, kijk dan bij de Mercalli-schaal. Die meet intensiteit per locatie, terwijl Richter de bron beschrijft. De zwaarste gebeurtenissen uit de tabel staan uitgebreider beschreven bij de zwaarste bevingen ooit.

Waarom we nu momentmagnitude (Mw) gebruiken

De schaal van Richter heeft een fundamenteel probleem bij grote bevingen: ze verzadigt. Boven ongeveer M 7 stijgt het Richter-getal nauwelijks meer mee met de werkelijke kracht, omdat de gebruikte uitslag een bovengrens nadert. Een M 8 en een M 9 kregen op de oude schaal bijna hetzelfde cijfer, terwijl ze in energie een factor 32 verschillen.

Daarom werkt de seismologie sinds de jaren tachtig met de momentmagnitude (Mw), ontwikkeld door Hanks en Kanamori. Mw wordt berekend uit het “seismisch moment”: de oppervlakte van het breukvlak, de hoeveelheid verschuiving en de stijfheid van het gesteente. Voor lichte tot matige bevingen geven Richter en Mw vrijwel hetzelfde getal, dus de bekende vuistregels (10× amplitude, ~32× energie) blijven gelden. Wanneer je in het nieuws “5,8 op de schaal van Richter” hoort, is het feitelijk bijna altijd een momentmagnitude.

Veelgemaakte misvattingen

Verder lezen

Wil je dieper in de seismologie, dan zijn dit logische vervolgstappen op deze uitleg.