A escala de magnitude do momento é uma das escalas logarítmicas que medem a magnitude de um terremoto , ou seja, o "tamanho" de um terremoto proporcional à energia sísmica liberada. Focado nas baixas frequências das ondas sísmicas , quantifica com precisão a energia emitida pelo terremoto . Não apresenta saturação para os maiores eventos, cuja magnitude pode ser subestimada por outras escalas, distorcendo os sistemas de alerta precoce essenciais para a proteção das populações. Por este motivo, agora é costume que os sismólogos o utilizem, de preferência na escala Richter ou em outras magnitudes do mesmo tipo (magnitudes locais), por exemplo, pelo Instituto Estadual de Estudos Geológicos .
Foi introduzido em 1977 e 1979 por Thomas Hanks e Hiroo Kanamori .
A magnitude do momento, observada M w , é um número adimensional definido por:
onde M 0 é o momento sísmico em newtons metros .
As constantes da fórmula são escolhidas para coincidir com a escala local de magnitude (conhecida como escala Richter ) para pequenos e médios terremotos.
Durante um terremoto , a energia potencial armazenada na crosta terrestre é liberada e produz:
Os sismógrafos medem apenas o último, a partir do qual a energia total liberada, indicada por M 0 (em metros newton), é estimada pela relação:
joulesUm aumento de uma unidade de magnitude do momento corresponde a uma multiplicação por √ 1000 (cerca de 31,6) da energia liberada. De fato, consideremos dois terremotos i e j tendo, respectivamente, por magnitude de momento M w, i e M w, j e por momento sísmico M i e M j . A relação de energia sísmica irradiada pode ser escrita:
Assim, a razão de energia liberada entre um terremoto de magnitude de momento 8 e outro de 9 é 10 1,5 (aproximadamente 31,6).
A magnitude do momento é determinada a partir do momento sísmico e seu tensor , portanto está relacionada às dimensões físicas da falha que causou o terremoto, à resistência das rochas presentes (módulo de rigidez) e ao deslocamento médio. durante o terremoto.
É calculado a partir do estudo detalhado das formas de onda presentes nos sismogramas e, em particular, do espectro móvel, em baixas frequências, dos movimentos do solo. Dependendo se as formas de onda vêm de terremotos distantes ou próximos, e dependendo se a fonte é considerada um ponto ou uma falha com superfície estendida, o estudo é realizado de forma diferente e apresenta maior ou menor complexidade.
Quando a estação receptora está longe do terremoto, as únicas ondas P e S são usadas principalmente, enquanto no campo próximo muitas outras ondas emitidas pela ruptura tornam os sismogramas mais complexos de usar. No entanto, quando alertas rápidos devem ser emitidos, para anunciar tsunamis, por exemplo, e alertar populações, pode ser útil determinar a magnitude em tempo quase real graças a essas formas de onda, porque seus registros podem ser capturados mais cedo. Do que aqueles capturados no campo distante . Métodos estatísticos, por calibrações e cálculos de retas de regressões lineares, podem ser usados em paralelo com métodos mais teóricos e levar à determinação de estimativas empíricas, muitas vezes suficientes no caso em que se deseja alertar as populações rapidamente.
O poder de computação dos computadores permite que laboratórios geofísicos calculem a magnitude de um momento automaticamente, usando técnicas de inversão : um programa de computador complexo integra parâmetros de fonte e produz sismogramas sintéticos. Um ajuste por numerosos testes (por exemplo por técnicas do tipo recozimento simulado ) permite comparar os sismogramas sintéticos com os do terremoto observado pelas estações. A melhor proposta possibilita, assim, a abordagem da fonte sísmica que produziu esses sismogramas.
As escolhas dos espaços nos quais variam todos os parâmetros do programa e das calibrações são feitas pelos projetistas dos programas, refletindo as condições tectônicas e sísmicas do contexto do evento estudado.
A magnitude do momento atualmente tende a ser usada como uma medida unificada de magnitude para estabelecer catálogos de sismicidade instrumental (SI-Hex, Sismicité Instrumental en France métropolitaine, 2015), com o objetivo de melhor compreender o perigo e estabelecer mapas de risco sísmico na França que são tão confiáveis quanto possível.