Magnituud 6,2: Kui ränki purustusi sellisest maavärinast karta tuleb?

Maavärin on üks ettearvamatu loodusõnnetus. Ajaloo kõige tugevama maavärina, 1960. aasta Tšiili Valdivia maavärina magnituudiks mõõdeti momendimagnituudi skaalal 9,5, ja hukkunuid loeti kuni 6000. Kuid 1556. aasta Hiina Shaanxi maavärina, milles hukkus enam kui 800 000 inimest, magnituudiks on tagantjärgi mõõdetud vaid 8,0.

Magnituud 6,2 on seega oluliselt väiksem suurusjärk maavärinate kohta. Kuid ka selline maavärin on juba purustav.

1935. aastal koostasid seismoloogid Charles Richter ja Beno Gutenberg nn kohaliku magnituudi skaala (M_L), mis sai hüüdnimeks Richteri skaala. Selle ülesandeks oli võrrelda keskmise suurusega maavärinaid (magnituud 3,0 kuni 7,0), kasutades Wood-Andersoni seismograafi mõõtmistulemusi saja kilomeetri kaugusel maavärina epitsentrist. Magnituud ei tähista siin mõõtühikut, vaid maavärina suurusjärku, mida mõõdetakse.

Kuid sellel skaalal oli ülempiir, 7,0, ja kui juba mõõtmisel tuli tugineda enam kui 600 kilomeetri kaugusel asunud seismomeetritele, muutusid tulemused ebatäpseks. Ja nii asus Gutenberg seda skaalat parandama, töötades välja modifitseeritud Richteri ehk pinnalaine magnituudi skaala (M_S). Ning Richteri ja Gutenbergi tööd võimaldasid arhitektidel hakata juba projekteerima maju, mis peaks maavärinatele paremini vastu.

Maavärina amplituud (kahe väärtuse vahe) kasvab magnituudi suurenemisel ühe ühiku võrra kümnekordselt. Näiteks on 6-magnituudine maavärin 10 korda suurema amplituudiga kui 5-magnituudine ning 100 korda suurema amplituudiga kui 4-magnituudine maavärin. Eralduvad energiahulgad on vastavalt umbes 32 korda suurem ja 1000 korda suurem (31,6×31,6=1000).

Paraku 1960. aasta Valdivia maavärin näitas, et Richteri skaala, isegi modifitseerituna, ei suuda tugevamaid maavärinaid veenvalt mõõta.

Praegu mõõdetakse maavärinaid hoopis momendimagnituudi (M_w) skaala abil, mille töötasid 1979. aastal välja California tehnoloogiainstituudi (Caltech) teadlased Thomas C. Hanks ja Hiroo Kanamori. Keskmise suurusega maavärinate puhul peaks see üldjoontes kattuma Richteri skaalaga, aga momendimagnituudi skaalal pole enam ülempiiri. Selle skaala aluseks on nn seismilise momendi (M₀) arvutamine:

M₀=μAD

• μ tähistab maavärinasse sattunud kivimitemasse nihkeelastsusmoodulit (paskalites)
• A on territooriumi suurus, millel piki geoloogilist murrangujoont rebend pinnases ilmneb (ruutmeetrites)
• D on keskmine maapinna nihkumine (meetrites).

Maavärinaid mõõdetakse seega väga erinevate skaalade abil, kusjuures nn magnituudiskaalade kõrval kasutatakse ka maavärina intensiivsuse skaalasid, paraku ei toetu need enam niivõrd matemaatilisele, kuivõrd vaatlustulemustele antud hinnangute alusele.

Hiinas kasutatakse kohalikku Liedu skaalat, Euroopas kohalikku Euroopa makroseismilist skaalat (EMS), Venemaal, Indias ja Iisraelis Medvedev-Sponheuer-Karniki (MSK) skaalat, Jaapanis Shindo skaalat, USA-s ka modifitseeritud Mercalli skaalat. Seega puudub siin isegi ühtne standard. Enamik neist mõõdab maavärinate tekitatud purustusi Giuseppe Mercalli stiilis (1902. aastal välja töötatud) 12-pallilise skaalal, kus majad hakkavad kokku kukkuma kaheksa või üheksa palli peal. Shindo skaala saab küll sellel piiril juba otsa, mis sunnib teadlasi tihti kasutama erinevaid skaalasid üheaegselt.

Richteri skaala magnituudid 6,0 kuni 7,0 vastavad Mercalli skaalal seitsmele-kaheksale pallile (seinte mõranemine, mõningased kahjustused hoonetel). Kokku kukuvad vaid kehvemas seisukorras ehitised. Niisiis, magnituudi skaala ei näita alati võrreldavaid purustusi kui maavärina intensiivsuse skaala. Ja neid skaalasid ka automaatselt kõrvutada ei anna.

Purustuste suurus sõltub esiteks sellest, kui sügaval on maavärina epitsenter (maakoores), teiseks sellest kas epitsentri kohal maapinnal asuvas hüpotsentris on palju asustust või mitte. Kolmandaks aga sellest kui tugeva tsunami maavärin esile kutsub. Näiteks 1964. aasta Alaska maavärinas, mille magnituud oli 9,2, sai surma vaid 139 inimest. 2004. aasta India ookeani maavärinas (Sumatra esisel), mille magnituudiks mõõdeti 9,1 kuni 9,3, aga enam kui 230 000 inimest, enamikus tsunamitabamuse tõttu.

Tapvaimate maavärinate esikümnes on vaid maavärinad alates magnituudist 7,0, kuid materiaalset kahju tekitanud maavärinate seas leiame seitsmendalt kohalt ka 2011. aasta Christchurchi maavärina Uus-Meremaal, magnituudiga 6,3. Selles hukkus 185 inimest, materiaalne kahju küündis 40 miljardi dollarini. Enamik hukkunuist viibis Canterbury televisioonimajas, mis kokku varises. Kokku kukkus vaid kümmekond hoonet, 1240 hoonet tuli küll hiljem lammutada, sest nad muutusid varisemisohtlikeks.

Ja just sellise maavärinaga tasub võrrelda täna öösel kell 1.36 Greenwichi aja järgi toimunud 6,2-magnituudist maavärinat Itaalias kümne kilomeetri kaugusel Norcia linnast, epitsentriga 10 km sügavusel. Ligemale tund aega hiljem kordus veel 5,5-magnituudine tõuge, kuigi enam kui neljamagnituudislisi tõukeid mõõdeti isegi kolm tundi hiljem, kokku seitse järeltõuget. Pescara del Tronto küla hooned varisesid kokku, nagu ka osa Amatrice linnast. 38 hukkunut on praeguseks kirjas.

Selle maavärina intensiivsust on võrreldud ka 2009. aasta Aquila maavärinaga (samuti Itaalias), milles hukkus 309 inimest (magnituud toona 5,8 kuni 6,3).

Tugevaim Eestit tabanud maavärin on 1976. aasta nn Osmussaare maavärin, magnituudiga 4,75, MSK-64 skaala järgi pallides 6 - 7. Selle tulemusel tõsiseid purustusi ei tekkinud. Osmussaare keskel asuvasse kivimajja tekkis pragu, Tallinnas kõikusid laelambid ja klirisesid aknaklaasid .