모멘트 규모

모멘트 규모(Moment magnitude scale, 약자 MMS, 기호 $M_{\mathrm {w} }$)는 지진이 발생할 때 방출되는 에너지의 크기를 측정하기 위한 단위이다. 1979년에, 모멘트 규모는 1935년에 개발된 릭터 규모를 대체하기 위해 개발되었다. 모멘트 규모와 릭터 규모의 식은 다르지만 모멘트 규모는 릭터 규모와 비슷한 값을 갖는다. 모멘트 규모는 미국 지질조사국에서 최근 발생한 지진의 규모를 나타내는 데 사용되고 있다.

모멘트 규모와 릭터 규모 모두 로그 함수를 사용한다. 모멘트 규모가 1씩 증가하면 방출되는 에너지는 약 32배 (≒${\sqrt {1000}}$)만큼 커지게 된다.

릭터 규모와의 차이

1935년 찰스 릭터는 규모 3.0 ~ 7.0 사이의 중진의 방출되는 에너지의 크기를 나타내기 위해 릭터 규모를 개발하였다. 릭터 규모는 지진계의 기록과 관측소와 진원 사이의 거리에 따라 규모를 산출하였다. 따라서 이는 측정에 한계를 갖고 있었고, 대부분의 강진은 규모가 7에 가까운 값을 갖게 되었다. 또한 진원에서 600km 이상 떨어져 있을 경우 릭터 규모는 신뢰성이 떨어지게 되었다.

캘리포니아 공대의 지진학자 톰 행크스와 가나모리 히로오는 이러한 문제점을 해결하기 위해 1979년에 모멘트 규모를 개발하였다. 따라서 중진에 대해서는 릭터 규모와 비슷한 값을 갖는다. 다른 규모 단위와는 달리, 모멘트 규모는 지진의 규모 측정에 상한선이 없다. 하지만 모멘트 규모는 소규모 지진에 대해서는 문제점을 가지고 있다. 이러한 이유로 미국 지질조사국에서는 대부분의 수를 차지하는 규모 4.0 미만의 지진에 대해서는 모멘트 규모를 사용하지 않고, 릭터 규모와 같은 다른 단위를 사용한다.

모멘트 규모와 릭터 규모 모두 지진의 흔들림의 정도(토양, 깊이, 진원과의 거리 등에 따라 결정)를 나타내지는 않는다. 둘은 단지 지진이 방출하는 에너지의 양만을 나타낸다.

공식

규모와 에너지의 관계에서 규모가 1이 증가하게 되면 진폭은 10배정도 증가하고 에너지의 양은 약 30배 증가하게 된다. 공식은 다음과 같다.

$M_{W}=\log[{\frac {A}{T}}]_{max}+1.66logB+3.3+M_{s}(h)+M_{s}(B)$

$A$ : 표면파 진폭 $T$ : 표면파 주기 $B$ : 진앙거리 $h$ : 진원깊이 $M_{s}(h)$ : 진원깊이 보정 계수 $M_{s}(B)$ : 진앙거리 보정 계수

파생 단위

모멘트 규모를 측정하기 위해 다양한 방법이 개발되었으며 모멘트 규모를 측정하는 방법에 따라 아래의 다양한 하위 파생 단위로 갈라진다.

• Mwb - 주기 10초에서 100초의 장주기 실체파의 모멘트 텐서 역전에 기초하여 측정한다.
• Mwr - 국지적 거리(최대 1,800 km 이내)에서 측정한 지진파의 전체를 모멘트 텐서 역전하여 측정한다. RMT라고 부르기도 한다.
• Mwc - 중주기 혹은 장주기 실체파와 표면파의 센트로이드 모멘트 텐서 역전에 기초해 측정한다.
• Mww - W상(P파가 도착했을 당시 주기 100-1,000초가 넘는 초장주파의 상)에서 센트로이드 모멘트 텐서 역전에 기초해 측정한다.
• Mwp 혹은 Mi - 쓰보이 세이지가 연안에 근접한 지역에서 일어난 거대지진의 쓰나미 위험성을 P파를 통해 빠르게 추정하기 위해 개발한 척도로, 나중에 통상적인 원거리 발생 지진에서도 쓰이게 확장되었다.
• Mwpd - 단층 파열 지속시간을 고려한 지속시간-진폭 계산 척도로 Mw에서 볼 수 있는 것보다 더 오래 지속되는(=더 느린) 단층 파열로 방출한 에너지를 좀 더 정확하게 측정할 수 있다.

같이 보기

• 릭터 규모

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외부 링크

• USGS: Measuring earthquakes