حاسبة طاقة الزلازل
Convert earthquake magnitude to energy equivalent in joules, TNT tons, and atomic bombs.
Calculationفهم طاقة الزلازل وقوتها
تُقاس قوة الزلازل على مقياس لوغاريتمي، مما يعني أن كل زيادة بعدد صحيح تمثل زيادة عشرة أضعاف في السعة المقاسة وحوالي 31.6 ضعفاً من الطاقة المنبعثة. تُوصف هذه العلاقة الأُسّية بصيغة غوتنبرغ-ريختر للطاقة-القوة: log₁₀(E) = 1.5M + 4.8، حيث E الطاقة بالجول وM قوة العزم الزلزالي. يطلق زلزال بقوة 7.0 حوالي 1,000 ضعف طاقة زلزال بقوة 5.0 — ما يعادل تقريباً تفجير 500,000 طن من TNT.
مقياس قوة العزم الزلزالي (Mw)، الذي حلّ محل مقياس ريختر الأصلي لمعظم الأغراض، يعتمد على العزم الزلزالي — مقياس للطاقة الإجمالية المنبعثة من انزلاق الصدع. على خلاف قوة ريختر المحلية (ML)، لا يتشبع مقياس قوة العزم عند القيم العالية، مما يجعله المقياس المفضل للزلازل الكبيرة. يعتمد العزم الزلزالي على ثلاثة عوامل: صلابة الصخر ومساحة الصدع المتمزقة ومتوسط الإزاحة على طول الصدع.
العلم وراء الحساب
- طُوِّر مقياس ريختر عام 1935 من قبل تشارلز ريختر لزلازل جنوب كاليفورنيا؛ وحلّ مقياس قوة العزم محله في السبعينيات للاستخدام العالمي.
- فقط حوالي 1-10% من إجمالي طاقة الزلزال تُشعّ كموجات زلزالية؛ والباقي يُستهلك في تكسير الصخور وتوليد الحرارة على طول الصدع.
- توفر مكافئة TNT مقارنة بديهية: أطلق زلزال توهوكو M9.1 عام 2011 طاقة تعادل حوالي 600 مليون طن من TNT.
- تطلق الزلازل الصغيرة (M2-3) طاقة مماثلة لبضعة كيلوغرامات من المتفجرات، بينما تنافس الزلازل العظيمة (M8+) الترسانات النووية.
الاستخدامات الشائعة
- مقارنة القوة النسبية للزلازل التاريخية لفهم إمكاناتها التدميرية.
- تعليم الطلاب عن المقاييس اللوغاريتمية وعلاقات الطاقة الأُسّية في دورات علوم الأرض.
- وضع قوة الزلازل في منظورها باستخدام مكافئات الطاقة اليومية مثل TNT أو ضربات البرق.
How to Use
-
1
Enter the Earthquake Magnitude
Input the moment magnitude (Mw) of the earthquake. Mw is the standard scale used by seismological agencies since the 1970s and is the most accurate measure across all magnitude ranges.
-
2
Select Your Energy Units
Choose whether to see energy equivalents in joules, kilotons of TNT, or Hiroshima atomic bomb equivalents. The calculator applies the USGS energy-magnitude relation: log E = 5.24 + 1.44 Mw.
-
3
Compare Across Magnitudes
Add a second magnitude to see the energy ratio between the two events. Because the scale is logarithmic, each unit increase in Mw corresponds to about 31.6 times more released energy.
About
Earthquake energy and magnitude are connected through one of science's most consequential logarithmic scales. Charles Richter introduced the local magnitude (ML) scale in 1935, calibrated to a specific seismograph at a specific distance in Southern California. While the name 'Richter scale' persists in popular usage, seismologists now use moment magnitude (Mw), developed by Hiroo Kanamori and Thomas Hanks in 1979, which remains consistent across the full spectrum from microearthquakes to the largest megathrust events and does not saturate at high magnitudes as earlier scales did.
The physical quantity underlying Mw is the seismic moment (M0), calculated as M0 = μ × A × d, where μ is the shear modulus of the rock (typically 3 × 10^10 Pa for the crust), A is the ruptured fault area, and d is the average displacement across the fault. Mw is then derived as Mw = (2/3) × log10(M0) − 6.07. This formulation means that fault geometry directly determines magnitude: a rupture covering a 200 × 100 km fault plane with 5 m of average slip yields a specific, calculable M0 and hence a well-defined Mw.
Energy equivalents help communicate earthquake power to non-specialist audiences. The most commonly cited comparison is the atomic bomb: the Hiroshima bomb released approximately 63 terajoules. A magnitude 6.0 earthquake releases energy comparable to about 1 Hiroshima bomb, while a magnitude 8.0 releases energy comparable to about 1,000. These comparisons, while vivid, can mislead: earthquake energy is released over a fault plane tens to hundreds of kilometers long over tens of seconds, and only a fraction couples into the seismic waves that cause damage at the surface. The depth, focal mechanism, and local site response all shape the destruction as much as the raw energy figure.