Charles Francis Richter

Charles Francis Richter

26. 4. 1900–30. 9. 1985

Americký seismolog, tvůrce Richterovy stupnice magnituda zemětřesení (1935) a dlouholetý profesor Kalifornského technologického institutu (Caltech). Spolu s Beno Gutenbergem položil základy moderní instrumentální seismologie a napsal standardní učebnici Elementary Seismology.

Mládí a studia

Charles Francis Richter se narodil 26. dubna 1900 na farmě v Overpecku (Butler County) ve státě Ohio, nedaleko města Hamilton severně od Cincinnati. Rodiče se rozvedli krátce po jeho narození; vyrůstal s matkou Lillian, starší sestrou Margaret a dědečkem z matčiny strany, který v roce 1909 přestěhoval rodinu do Los Angeles.

V 16 letech zahájil Richter studium na University of Southern California (USC), po roce přestoupil na Stanfordovu univerzitu, kde v roce 1920 získal bakalářský titul (A.B.) z fyziky. Doktorát z teoretické fyziky obdržel v roce 1928 na Kalifornském technologickém institutu (Caltech) v Pasadeně. Téhož roku se oženil s Lillian Brandovou.

Podpis C. F. Richtera
Richterův podpis

Seismologická laboratoř v Pasadeně

Již v roce 1927, ještě před dokončením doktorátu, nabídl prezident Caltechu Robert A. Millikan Richterovi místo výzkumného asistenta v nově založené Seismologické laboratoři v Pasadeně, kterou tehdy provozoval Carnegie Institution of Washington. Od roku 1930 zde s Richterem začal úzce spolupracovat Beno Gutenberg (1889–1960), seismolog německého původu, který právě nastoupil na Caltech. Jejich společná práce trvala až do Gutenbergovy smrti v roce 1960.

Richterova stupnice

V roce 1935 publikoval Richter svou nejslavnější práci – stupnici pro objektivní kvantifikaci velikosti zemětřesení, dnes nazývanou Richterova stupnice nebo přesněji stupnice místního magnituda (ML, local magnitude). Stupnice byla původně navržena pro hodnocení relativně mělkých zemětřesení v jižní Kalifornii v okruhu zhruba do 600 km od seismografu, brzy se však rozšířila po celém světě. Na jejím rozvoji se významně podílel i Beno Gutenberg, jehož jméno však zůstalo v názvu stranou.

Princip stupnice
Magnitudo ML je definováno jako dekadický logaritmus maximální výchylky seismografu, korigovaný na epicentrální vzdálenost: ML = log10 A − log10 A0(Δ), kde A je maximální amplituda zaznamenaná na Wood-Andersonově torzním seismografu (v mikrometrech) a A0(Δ) je referenční amplituda závisející na epicentrální vzdálenosti Δ. Nulové magnitudo odpovídá amplitudě 1 μm ve vzdálenosti 100 km od epicentra.
Logaritmická povaha
Každý stupeň magnituda znamená desetinásobně větší amplitudu kmitání půdy a přibližně 32násobně (101,5) vyšší uvolněnou energii. Otřes s magnitudem M 7 tak uvolní asi 1000× více energie než otřes M 5.

Stupnice pro vzdálená zemětřesení

Místní magnitudo ML bylo původně kalibrováno pro krátké epicentrální vzdálenosti a Wood-Andersonův seismograf. Pro hodnocení vzdálených (teleseismických) otřesů zavedl Beno Gutenberg v roce 1945 dvě nové stupnice:

Společně s Richterem pak Gutenberg shrnul výsledky v monografii Seismicity of the Earth and Associated Phenomena (1949, 2. vyd. 1954) a v práci o magnitudu a energii zemětřesení (1956).

Magnitudo a intenzita – Richter vs Mercalli

Richterova stupnice je často zaměňována se starší Mercalliho stupnicí. Rozdíl je principiální:

Magnitudo (Richter, Mw, …)
Měří velikost zdroje zemětřesení (uvolněnou energii). Pro daný otřes je to jedno číslo nezávislé na místě měření. Určuje se instrumentálně ze záznamu seismografu.
Intenzita (Mercalli, MMI)
Mercalliho stupnice popisuje účinky otřesu v konkrétním místě (pocity lidí, poškození staveb, deformace terénu). Má hodnoty I až XII (římské číslice) a pro jediné zemětřesení nabývá různých hodnot podle vzdálenosti od epicentra, místních geologických podmínek a kvality stavebního fondu.

Akademická kariéra

Od roku 1937 Richter vyučoval fyziku a seismologii na Caltechu, řádným profesorem seismologie se stal v roce 1952 a v tomto postavení působil až do svého penzionování v roce 1970. V letech 1959–1960 strávil rok v Japonsku jako Fulbrightův stipendista.

V roce 1958 vydal zásadní učebnici Elementary Seismology (W. H. Freeman, 768 str.), která se stala standardním textem v oboru a bývá označována za jeho nejvýznamnější knižní dílo. Richter se rovněž aktivně zapojoval do přípravy stavebních předpisů a seismického zabezpečení budov v Kalifornii a napsal heslo Earthquakes pro 15. vydání Encyclopædia Britannica (1974).

Hrob Charlese Francise Richtera
Hrob Charlese Francise Richtera

Charles Francis Richter zemřel 30. září 1985 v Pasadeně ve věku 85 let.

Richterova stupnice v praxi

Přestože název Richterova stupnice zlidověl a v médiích se používá plošně, dnešní seismologická praxe vypadá takto:

Časté otázky

Co měří Richterova stupnice?
Magnitudo – tedy velikost zdroje zemětřesení vyjádřenou jako logaritmus maximální amplitudy záznamu seismografu, korigovaný na vzdálenost. Je to jedno číslo nezávislé na místě měření.
Jaký je rozdíl mezi Richterovou a Mercalliho stupnicí?
Richterova stupnice měří magnitudo (energii v ohnisku, jedno číslo na otřes). Mercalliho stupnice popisuje intenzitu (pozorované účinky v konkrétním místě, různé pro různá místa).
Kolikrát silnější je magnitudo 7 oproti magnitudu 5?
Amplituda kmitů je 100× větší (102) a uvolněná energie přibližně 1000× větší (103, přesněji 322 ≈ 1024).
Má Richterova stupnice horní hranici?
Matematicky ne, fyzikálně je omezena pevností hornin a délkou zlomu. Největší zaznamenaná zemětřesení dosáhla Mw ~ 9,5 (Chile 1960). Původní ML však kolem M 7 saturuje, proto se pro velká zemětřesení používá momentové magnitudo Mw.
Proč nese stupnice jen Richterovo jméno, když na ní spolupracoval i Gutenberg?
Richter byl prvním autorem publikace z roku 1935 a název se v médiích rychle uchytil. Gutenbergův přínos byl podstatný (zejména na magnitudech Ms a mB), ale jeho averze k publicitě přispěla k tomu, že v laickém povědomí zůstal stranou.

Související

Zdroje a další informace