home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / ca / earthqua / 1483 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-12-22  |  7.6 KB

  1. Path: sparky!uunet!olivea!spool.mu.edu!agate!greg
  2. From: greg@perry.berkeley.edu (Greg Anderson)
  3. Newsgroups: ca.earthquakes
  4. Subject: Re: Quake felt in Menlo Park 1pm Sunday
  5. Message-ID: <1h5g6fINNj9b@agate.berkeley.edu>
  6. Date: 21 Dec 92 22:24:15 GMT
  7. References: <1992Dec21.002841.2664@leland.Stanford.EDU> <1992Dec21.010651.2986@netcom.com>
  8. Organization: UC Berkeley
  9. Lines: 176
  10. NNTP-Posting-Host: perry.berkeley.edu
  11.  
  12. In article <1992Dec21.010651.2986@netcom.com> tweek@netcom.com (Michael D. Maxfield) writes:
  13. >
  14. >Yes, I felt it in Moraga too.  It felt like one single `drop' or shake.  
  15. >According to the callers on the radio, a lot of them felt two quakes...
  16. >the sudden jolt one and a shaker afterwards.  I wonder why I missed the 
  17. >second one?  The epicenter was reported to have been in San Leandro and a
  18. >first report placed it at 3.3 while latter reports said it was between 3.5
  19. >and 4.0.  (Probably two different sources and the media decided to take
  20. >the larger one for the SENSATIONALIZATION FACTOR.)
  21. >
  22.  
  23.  
  24. OK, here's the info from us here at UCB and from the USGS in Menlo Park.
  25.  
  26. UCB:
  27.  
  28. Location:  1 mile NNE of San Leandro (San Leandro Hills)
  29.         37 degrees, 44.7 min North
  30.         122 degrees, 08.6 min West
  31.         depth = 2 miles
  32.  
  33. Time:    1:05 pm PST 20 December
  34.  
  35. Magnitude: Mw 3.6
  36.        ML 3.7
  37.  
  38.  
  39. USGS-Menlo Park:
  40. Magnitude: MD 3.4
  41.  
  42.  
  43. Now, my guess as to why people reported feeling two quakes (a sharp jolt
  44. and a slow shaker) was that people were actually feeling the arrival of two
  45. distinct groups of seismic waves from the same event.  The first (sharp jolt)
  46. would be the 'P', or compressional, wave.  The second (slow shaker) would be
  47. the 'S', or shear, wave.  These two wave travel at different speeds (with
  48. P always faster than S), and if you are more than about, oh, 10 kilometers
  49. or so away from the earthquake, you will feel two distinct bursts of
  50. motion from the earthquake.  As a general rule of thumb, in case you are
  51. interested, for every second of time between the onset of the P and the onset
  52. of the S, you are about 8 kilometers from the epicenter.  This is rough, of
  53. course, but for distances of about 150 kilometers or less, it should work
  54. fairly well...
  55.  
  56. Now, as to the differences in magnitudes described, here's the story.  You note
  57. from the beginning of this note (hee! hee!) that there are three different mags 
  58. listed for the earthquake.  These are an Mw of 3.6, and ML of 3.7, and an
  59. MD of 3.4.  
  60.  
  61. The USGS in Menlo Park mainly calculates what are called "coda duration" 
  62. magnitudes, which are abbreviated as MD (correct me if I'm wrong, Andy.
  63. Had an interesting conversation with Barry yesterday about this...).  To explain
  64. this, we should do a little elementary seismology.  If the world were nice
  65. and homogeneous and unlayered, all seismograms for local earthquakes would 
  66. have a single pulse of energy for the P and a single pulse of energy for the
  67. S, and would look like this (forgive the ASCII graphics!):
  68.  
  69.  
  70.          P wave           S wave
  71.  
  72.         /\        /\
  73.            /  \            /  \
  74. ---------------    \    -------    \    -------
  75.             \  /            \  /
  76.              \/              \/
  77.  
  78.  
  79. which would certainly make life boring for seismologists!  However, since the
  80. world is not nice and homogeneous, we get stuff which looks like this:
  81.  
  82.  
  83.     P wave         P coda      S wave      S coda
  84.  
  85.                              /\
  86.            /\                   /  \       /\
  87.               /  \    /\           /    \     /  \
  88. --------------    \   | | /\-\/-/\-      \   /    \   /\-------
  89.            \/\/  \/               \-/      \ /  /
  90.                                 -   
  91.  
  92. The MD (duration magnitude) is calculated by measuring the duration of the little
  93. P coda wiggles (those wiggles after the first P arrival) which have a certain
  94. amplitude, and then adding in a distance factor.  The USGS in Menlo Park has 
  95. calibrated their coda magnitudes against our Richter magnitudes.
  96.  
  97.  
  98. Now, the more familiar magnitude is, of course, the Richter magnitude, which was
  99. developed in 1935 and is called the ML.  This magnitude is based on recordings
  100. from a wonderful, lovely, old photographic instrument called a Wood-Anderson
  101. Torsion Seismometer (this last statement was heavily dripping with sarcasm, 
  102. for those who haven't had the dubious pleasure of working with one of these 
  103. things.  They are a pain in the ass!).  This is a machine with a fine gold wire
  104. suspended vertically with a little mass at one point along its length.  The mass
  105. has a mirror on it and this whole mechanism twists when an earthquake hits (hence 
  106. the "Torsion" in the name).  A light beam reflects off the mirror and bounces back
  107. onto photographic paper, causing the line we see when we develop the films.
  108. Here's a picture (once again, no laughing at the drawing!):
  109.  
  110.  
  111.  
  112.       paper drum    light paths         wire with mirror
  113.  
  114.         \                |
  115.          \                |
  116.           )                _
  117.           |                   [ ]
  118.           | <------------------------  | |  mirror assembly
  119.           |                ----> [ ]
  120.           )               --------      _
  121.          /        --------            |
  122.             /     {}--                      |
  123.             light source
  124.  
  125.  
  126.     (this is a side view, by the way!)
  127.  
  128.  
  129. Now, we measure the ML (or Richter magnitude) by looking at a record from this
  130. system (see the fake-o seismograms above for an example), and measuring the
  131. difference, in millimeters, between the peak amplitude of the deflected line
  132. (usually the peak is in the S arrival or S coda) and the "zero" line (which in
  133. my drawing is the ------ lines.)  We then take the log (base 10) of this
  134. number and add a distance correction factor, and voila! you have your ML.
  135.  
  136. Here's the equations, for those who are interested:
  137.  
  138.     ML = log(A) - log(A0)  
  139.  
  140.         A = maximum zero-to-peak amplitude, in mm.
  141.             -log(A0) = distance correction factor
  142.  
  143. The equation is fixed so that a one (1) millimeter max amplitude on a record
  144. recorded 100 km from the earthquake will have a ML=3.0.
  145.  
  146.  
  147. Now, here is a good time to note a few problems with the Richter magnitude.
  148. First, strictly speaking, it cannot be used beyond 300 kilometers (originally
  149. 600 kilometers) from the earthquake.  Also, Richter calibrated it only for
  150. Southern California earthquakes.  And, it becomes really, really inaccurate
  151. at magnitudes above about 7.0 or so, and really, really, really, really inaccurate
  152. for the largest earthquakes known.
  153.  
  154. Also, it is not really an absolute measure of the size of the earthquake, but
  155. rather a relative measure from quake to quake.  That's the real reason it was
  156. invented, so that we could say, "Well, this one was a 3.5, and this one was
  157. a 7.2"...
  158.  
  159.  
  160. The final magnitude in use for local earthquakes (generally, there may be others.
  161. Andy? Sue? Richard?) is called "moment magnitude" or Mw.  This magnitude is unique
  162. in that it is actually derived from the physical area which ruptured in the 
  163. earthquake, and as such it is actually a measure of how big the earthquake was! 
  164. Also, because it depends on the physical area which breaks in the quake, it 
  165. doesn't become inaccurate at large magnitudes.  There are a whole host of other
  166. advantages.
  167.  
  168. So, when you hear different magnitudes from the same event, you can usually be
  169. assured that it has to do with different methods of calculating magnitudes between
  170. different organizations.  I mean, here at Berkeley, we alone calculate both Mw and
  171. ML, so we usually get two very slightly different numbers.  
  172.  
  173. Which leads to one more minor point:  don't worry about small differences in magnitude
  174. (i.e. +/- 0.2 magnitude units).  Differences that small are really meaningless.
  175.  
  176. Differences above that are more interesting, and have a whole host of explanations.
  177. But that's for another post!
  178.  
  179. Whew!  So much for a short reply....
  180.  
  181.  
  182. (Guess that's what I get for taking on the FAQ, Eugene!  8-0)
  183.  
  184.  
  185. Greg Anderson
  186. UCB Seismographic Stations
  187. greg@perry.berkeley.edu
  188.