실체파 규모

실체파 규모(Body Wave Magnitude Scale)란 지진이 발생한 후 발생하는 지진파인 실체파 (P파, S파)를 통해 계산하는 지진 규모의 종류이다. 보통 P파만 활용하지만 실체파 규모의 종류인 M_bs와 같이 S파로 측정하는 단위도 존재한다. 실체파는 단단한 암반을 직접 통과해 전파되며 실체파 규모의 종류는 아래와 같다.

종류

북아메리카에서 로키산맥 동부 지각 성질의 차이로 지진이 더 증폭된다. 예를 들어 오른쪽의 1895년 뉴마드리드 지진대 지진은 M6대 규모로 북아메리카의 거의 절반 지역에서 지진을 감지했지만, 왼쪽에 그려진 1994년 일어난 캘리포니아 노스리지 지진은 M_w6.7 규모로 뉴마드리드 지진보다 더 강력하지만 본 지진을 느낀 지역은 훨씬 작다.

mB 규모

최초로 나온 실체파 규모는 mB나 m_B 등 대문자 B를 사용해 표기하며, 베노 구텐베르크와 찰스 릭터가 표면파 사용이 가지고 있는 M_L 규모의 거리 및 크기 한계를 극복하기 위해 처음 개발하였다. mB 규모는 P파와 S파를 기반으로 더 긴 주기로 계산하며 규모 M8 정도까지는 포화 현상이 일어나지 않는다. 하지만 규모 M5.5보다 작은 지진에 대해서는 민감하지 않다는 단점이 있다. 극초기에 정의한 mB 규모는 현대 들어 보통 사용하지 않으며, 표준화된 mB_BB 규모를 대신 사용한다.

구텐베르크와 릭터가 처음 개발한 실체파 규모 공식은 아래와 같다. 여기서 A는 실체파의 최대 진폭, T는 그 주기, B는 진원 깊이 h와 진원과의 거리 Δ간의 함수이다.

$M_{B}=\log _{10}\left({\frac {A}{T}}\right)+B(\Delta ,h)$

mb 규모

mb 혹은 m_b 규모(m, b 둘 다 소문자)는 mB와 유사하지만 특정 단주기 지진계에서는 처음 수 초 동안 계측한 P파만 사용한다. 1960년대 세계 표준 지진계 측정망(WWSSN)의 설립과 함께 짧은 시간 내에 더 많은 작은 흔들림 사건을 감지하고 지각에서 일어난 지진과 지하 핵폭발을 구별하는 목적에서 도입하였다.

mb의 측정 방법은 여러 차례 바뀌었다. 1945년 구테베르크가 처음 도입한 mb 측정 방법은 처음 10초 혹은 그 이상만큼 기록된 지진파의 최대 진폭에 기초했다. 하지만 흔들림의 주기 또한 규모에 영향을 받았다. USGS/NEIC가 막 나오기 시작한 초기에는 지진이 감지된 첫 1초, 즉 P파의 짧은 순간만을 가지고 측정했지만, 1978년 이후부터는 첫 진동 감지로부터 20초간 지진파를 측정한다. 현대에 와서는 3초 이내에 단주기 mb 규모를 측정하며, 광대역 주기의 mBB_BB 규모는 최대 30초간 지진파를 측정해 계산한다.

mb_Lg 규모

국지적인 mb_Lg 규모는 mb_Lg, mbLg, MLg (USGS), Mn, m_N 등으로도 표기하며 기존의 M_L 규모가 로키산맥 동쪽의 북아메리카 전역에서 적용할 수 없다는 문제를 해결하기 위해 1973년 오토 너틀리가 개발한 규모이다. 원래 M_L 규모는 캘리포니아 남부 지역에서 개발된 단위로 현무암이나 퇴적암질의 해양 지각이 대륙 지각 아래에 섭입하고 있는 지형에서 잘 맞는 척도이다. 반면 로키산맥 동쪽은 대체로 두껍고 안정되어 있는 대륙 지각괴로 주로 화강암이며 단단한 암석이라 지진학적 특성이 다르다. 로키산맥 동쪽 지역에서 M_L 규모를 그대로 사용하면 비정상적인 결과가 도출된다.

너틀리는 이 문제를 1초 이하의 단주기 Lg파의 진폭을 측정하여 해결하였다. Lg파는 표면파인 러브파의 복잡한 형태이지만 너틀리는 일반적인 표면파 규모인 M_s 규모보다 mb 규모에 더 가까운 결과가 나타난다는 점을 발견했다. Lg파는 해양 지역에서는 빠르게 감쇄되지만 화강암질 대륙 지각괴에서는 잘 전파되기 때문에 Mb_Lg 규모는 안정된 대륙 지각괴 지역의 지진 측정에 주로 사용한다.

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