Oberflächenwellen-Magnituden-Skala

Die Oberflächenwellen-Magnituden-Skala ($M_{\text{S}}$, von englisch surface wave magnitude) ist eine Methode zur Messung von Erdbeben-Magnituden. Sie basiert auf der Untersuchung der Bewegung der Oberfläche durch Rayleighwellen mit einer Periode $T$ von 20±2 Sekunden.

Beno Gutenberg entwickelte 1945 folgende Kennzahl mit der Einheit Eins für teleseismische Oberflächenwellen:

$M_{\text{S}}=\log _{10}A_{H_{\text{max}}}\left(\Delta \right)+\sigma \left(\Delta \right)$

Die Koeffizienten sind dabei:

• $A_{H_{\text{max}}}={\sqrt {A_{N}^{2}+A_{E}^{2}}}$ ist die maximale horizontale Bewegung der Oberfläche gemessen auf dem Seismogramm in Mikrometern bei einer Periode $T$ von 20±2 Sekunden für die Nord-Süd- $A_{N}$ bzw. $A_{E}$ Ost-West-Komponenten,
• $\Delta$ die Entfernung des Ortes der Messung vom Epizentrum gemessen in Grad und
• $\sigma \left(\Delta \right)$ eine Kalibrierungsfunktion als Inverse eines semiempirisch bestimmten Zusammenhangs zwischen $A$ und $\Delta$. Charles Francis Richter bestimmte 1958 eine Tabelle mit Werten für $20^{\circ }\leq \Delta \leq 180^{\circ }$.

Sergei Leonidowitsch Solowjow schlug 1955 die Verwendung der maximalen Bodenpartikel-Geschwindigkeit $(A/T)_{\text{max}}$ vor, die die seismische Energie besser wiedergibt.

Die heutige Skala, genannt Moskau-Prag-Formel, wurde 1962 durch Vít Kárník formuliert als:

$M_{\text{S}}=\log _{10}\left({\frac {A}{T}}\right)_{\text{max}}+\sigma \left(\Delta \right)=\log _{10}\left({\frac {A}{T}}\right)_{\text{max}}+1{,}66\log _{10}\Delta +3{,}3$

Diese Formel gilt nur für $2^{\circ }\leq \Delta \leq 160^{\circ }$ und Erdbeben mit einer Herdtiefe von 50 km oder weniger.

Die Oberflächenwellen-Magnituden-Skala besitzt eine Sättigung bei $M_{\text{S}}=8{,}5$.

Quelle

• Peter Bormann: 3.2 Magnitude of seismic events. In: Peter Bormann (Hrsg.): New Manual of Seismological Observatory Practice NMSOP. überarbeitete Auflage. Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Potsdam 2009, ISBN 3-9808780-0-7, S. 30–31, 48, doi:10.2312/GFZ.NMSOP_r1_ch3. 

Erdbebenskalen