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地震百問


29. 地震規模與釋放能量的關係為何?

地震規模與釋放能量之關係

地震規模與它實際釋放出的能量(單位為爾格,erg)之間,存在著嚴格的對數幾何關係。我們目前最常使用的換算基準,即是來自於著名的地震學家古騰堡 (Gutenberg) 所推導出的公式。

古騰堡能量公式 (Gutenberg's Formula)

式中 E 代表地震釋放的能量 (爾格),而 M 代表地震規模。這個公式精準解釋了為何規模只差一點點,能量卻會產生天壤之別。

log E = 11.8 + 1.5 M

基準狀態

假設某一場地震的規模為 5.0,我們將其釋放出來的總能量視為 1 倍的基準能量,以此作為比較的起點。

規模增加 1.0

當規模每增加一個單位 (如規模 6.0),根據對數公式計算,其所釋放出來的能量將會暴增約 32 倍

規模增加 2.0

當規模增加兩個單位 (如規模 7.0),能量的釋放將產生毀滅性的放大,相當於原本地震能量的 1000 倍

地震規模與釋放能量比較圖
約 32倍 約 32倍 相差約 1000 倍 規模 5.0 基準能量 規模 6.0 規模 7.0

對數推導原理

將 M + 1 代入公式中,等號右邊會多出 1.5。因為是對數函數,這代表能量 E 變為原來的 101.5 倍(約為 31.62 倍,常以 32 倍估算)。同理,若代入 M + 2,則會多出 3.0,代表能量 E 變為原來的 103 倍,即 1000 倍

  

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