Scara magnitudinii de moment este una dintre scale logaritmice care măsoară magnitudinea unui cutremur , adică „mărimea“ unui cutremur proporțională cu energia seismică eliberată. Concentrat pe frecvențele joase ale undelor seismice , acesta cuantifică cu precizie energia emisă de cutremur . Nu prezintă saturație pentru cele mai mari evenimente, a căror amploare poate fi subestimată de alte scale, denaturând astfel sistemele de avertizare timpurie esențiale pentru protecția populațiilor. Din acest motiv, se obișnuiește acum folosirea de către seismologi, de preferință la scara Richter sau alte magnitudini de același tip (magnitudini locale), de exemplu de către Institutul de Stat pentru Studii Geologice .
A fost introdus în 1977 și 1979 de Thomas Hanks și Hiroo Kanamori .
Magnitudinea momentului, notat M w , este un număr adimensional definit de:
unde M 0 este momentul seismic în metri newtoni .
Constantele formulei sunt alese pentru a coincide cu scara locală de mărime (cunoscută sub numele de scara Richter ) pentru cutremurele mici și mijlocii.
În timpul unui cutremur , energia potențială stocată în scoarța terestră este eliberată și produce:
De seismografele măsoară numai acesta din urmă, din care a lansat energia totală, indicat prin M 0 (în metri newton), se estimează prin relația:
jouliO creștere cu o unitate de mărime a momentului corespunde multiplicării cu √ 1000 (aproximativ 31,6) a energiei eliberate. Într-adevăr, să luăm în considerare două cutremure i și j având respectiv pentru magnitudinea momentului M w, i și M w, j și pentru momentul seismic M i și M j . Raportul energiei seismice radiate poate fi scris:
Astfel, raportul energiei eliberate între un cutremur de magnitudine al momentului 8 și altul de 9 este de 10 1,5 (aproximativ 31,6).
Magnitudinea momentului este determinată din momentul seismic și tensorul său , deci este legată de dimensiunile fizice ale defectului care a provocat cutremurul, de rezistența rocilor prezente (modulul de rigiditate) și de media deplasării. vina din timpul cutremurului.
Se calculează din studiul detaliat al formelor de undă prezente pe seismograme și, în special, al spectrului în mișcare, la frecvențe joase, al mișcărilor solului. În funcție de faptul dacă formele de undă provin de la cutremure îndepărtate sau din apropiere și în funcție de faptul dacă sursa este considerată ca un punct sau ca o defecțiune cu o suprafață extinsă, studiul se desfășoară diferit și prezintă mai mult sau mai puțin complexitate.
Când stația de recepție este departe de cutremur, se folosesc în principal singurele unde P și S , în timp ce în câmpul apropiat multe alte unde emise de rupere fac seismogramele mai complexe de utilizat. Cu toate acestea, atunci când trebuie emise alerte rapide, de exemplu pentru a anunța tsunami și avertiza populațiile, poate fi util să se determine magnitudinea aproape în timp real datorită acestor forme de undă, deoarece înregistrările lor pot fi capturate mai devreme decât cele capturate în câmpul îndepărtat. . Metodele statistice, prin calibrări și calcule ale liniilor drepte de regresii liniare, pot fi utilizate în paralel cu mai multe metode teoretice și pot conduce la determinarea estimărilor empirice, deseori suficiente în cazul în care se dorește alertarea rapidă a populațiilor.
Puterea de calcul a computerelor permite laboratoarelor geofizice să calculeze automat magnitudinea momentului, utilizând tehnici de inversare : un program de computer complex integrează parametrii sursă și produce seismograme sintetice. O ajustare prin numeroase teste (de exemplu prin tehnici de tipul de recoacere simulată ) face posibilă compararea seismogramelor sintetice cu cele ale cutremurului observate de stații. Cea mai bună propunere face posibilă abordarea sursei seismice care a produs aceste seismograme.
Alegerile spațiilor în care variază toți parametrii programului și ale calibrărilor sunt făcute de proiectanții programelor, reflectând condițiile tectonice și seismice ale contextului evenimentului studiat.
Momentul magnitudinii tinde să fie utilizat în prezent ca o măsură unificată a magnitudinii pentru a stabili cataloage de seismicitate instrumentală (SI-Hex, Sismicité Instrumental en France métropolitaine, 2015), cu scopul de a înțelege mai bine pericolul și de a stabili hărți ale pericolului seismic în Franța. care sunt cât se poate de fiabile.