Scara Mercalli (MCS): definiție, niveluri și istoria intensității cutremurelor

Scara de intensitate Mercalli (cunoscută mai precis ca scara de intensitate Mercalli modificată, MCS) este o metodă de clasificare a cutremurelor în funcție de efectele și pagubele produse la suprafaţă, nu în funcţie de energia eliberată. Spre deosebire de scara Richter, care oferă o estimare numerică a magnitudinii unui seism, scara Mercalli descrie modul în care cutremurul a fost resimţit de oameni și ce daune a provocat clădirilor și mediului. Aceasta o face foarte utilă pentru evaluarea impactului social și material, în special când lipsesc măsurători instrumentale sau pentru cutremure istorice.

Foarte des, non‑geologii folosesc această scală deoarece este mai ușor pentru populație să descrie pagubele și senzațiile resimțite decât să calculeze o magnitudine pe scara Richter. Valorile scalației variază de la I (instrumentală, neperceptibilă pentru oameni) până la XII (catastrofală, distrugeri totale).

Istoric, Giuseppe Mercalli (1850–1914) a propus iniţial o scară în zece trepte. În 1902, Adolfo Cancani a extins scara la douăsprezece trepte, iar August Heinrich Sieberg a revizuit‑o în profunzime, motiv pentru care este frecvent numită scara Mercalli‑Cancani‑Sieberg (MCS). Ulterior, Harry O. Wood și Frank Neumann au tradus și adaptat scara în limba engleză, publicând versiunea cunoscută ca scara Mercalli‑Wood‑Neumann (MWN). Charles Francis Richter a contribuit de asemenea la editarea acestei versiuni, înainte de a dezvolta propria sa scală (scara Richter).

Nivelurile MCS (I–XII) — descriere succintă

I — Instrumentală: Nu este perceput de oameni; observabil doar prin instrumente seismice.
II — Foarte slabă: Resimțită de foarte puțini oameni aflați în repaus, în special la etajele superioare; obiecte atârnate pot oscila ușor.
III — Slabă: Simțită în interior de mai multe persoane; obiecte ușoare se mișcă; pare un tremur scurt.
IV — Destul de puternică: Mulți oameni în interior o simt; geamuri și veselă pot vibra; senzație similară trecerii unui vehicul greu.
V — Puternică: Simțită de majoritatea persoanelor; unele obiecte nefixate se deplasează; trezirea celor care dorm.
VI — Destul de puternică (notabilă): Persoanele pot avea dificultăți la mers; mobilier greu se poate deplasa; fisuri mici în tencuială.
VII — Foarte puternică: Pagube ușoare până la moderate la clădiri obișnuite; crăpături în pereți și coșuri de fum; căderea tencuielii.
VIII — Distructivă: Pagube moderate până la serioase la clădiri; prăbușiri parțiale ale zidurilor; căderea hornurilor și obiectelor grele.
IX — Violentă: Distrugeri importante; multe clădiri bine construite pot fi grav avariate; fisuri largi în sol.
X — Foarte violentă: Majoritatea structurilor de zidărie sunt serios avariate sau distruse; căderi de poduri și deformări ale șinelor de cale ferată.
XI — Devastatoare: Rar întâlnită pe scară largă; puține construcții rămân în picioare; crăpături mari și deplasări masive de teren.
XII — Catastrofală: Distrugeri totale; obiecte mari sunt proiectate în aer; relieful se modifică vizibil (alunecări, tsunamis locale, fisuri majore).

Cum se determină intensitatea

Determinarea intensităţii se face prin evaluări macroseismice: chestionare cu mărturii ale populaţiei, observaţii ale pagubelor (fotografii, rapoarte) și cartografierea izoseismelor (curbe care leagă punctele cu aceeași intensitate). În cazul cutremurelor istorice, se folosesc descrierile documentare și relatările martorilor pentru a estima valorile MCS.

Utilizări, limite și scale moderne

Utilități: Scara MCS este folosită pentru evaluarea rapidă a impactului asupra comunităților, stabilirea priorităților de intervenție și construcția hărților de intensitate pentru studii de risc seismic.
Limitări: Este subiectivă — depinde de densitatea populaţiei, calitatea construcţiilor, adâncimea epicentrului și tipul de sol (amplificarea locală poate mări intensitatea resimțită). Două cutremure cu aceeași magnitudine pot avea intensități foarte diferite la suprafață.
Scale moderne: În practică se folosesc și alte scări macroseismice, precum Modified Mercalli Intensity (MMI) sau EMS‑98 (European Macroseismic Scale), care oferă criterii mai detaliate și standardizate pentru evaluarea pagubelor.

Conversie între magnitudine și intensitate

Relaţia dintre magnitudine (de ex. Richter) și intensitate (MCS) este complexă și nu liniară. Ca regulă generală, cutremurele de magnitudine mare (>7) pot produce intensități foarte ridicate (IX–XII) în vecinătatea epicentrului, dar profunzimea, distanța și condițiile locale pot reduce sau mări intensitatea resimțită. Prin urmare, conversiile sunt doar estimative și trebuie folosite cu prudenţă.

În concluzie, scara Mercalli (MCS) rămâne un instrument esențial pentru înțelegerea efectelor reale ale unui cutremur asupra oamenilor și clădirilor, completând informațiile instrumentale oferite de scară Richter și ajutând la planificarea și răspunsul în situații de urgență.

Scara de intensitate Mercalli modificată

Gradele inferioare ale scalei de intensitate Mercalli modificată se referă, în general, la modul în care seismul este resimțit de oameni. Cifrele mai mari ale scalei se bazează pe pagubele observate la nivelul structurilor

Tabelul mare prezintă intensitățile pe scara Mercalli modificată care sunt observate de obicei în locațiile din apropierea epicentrului cutremurului.

I. Nu se simte	Nu este simțită de oameni, dar tehnologia este capabilă să o simtă.
II. Slabă	Simțit doar de câteva persoane în timpul somnului, în special la etajele superioare ale clădirilor.
III. Slabă	Se simte destul de puternic de către persoanele aflate în interior, în special la etajele superioare ale clădirilor. Mulți oameni nu îl recunosc ca fiind un cutremur. Mașinile cu motor în picioare se pot legăna ușor. Vibrații similare cu trecerea unui camion. Durata estimată.
IV. Lumină	Simțită în interior de mulți, în exterior de puțini în timpul zilei. Noaptea, unii treziți. Vase, ferestre, uși deranjate; pereții fac zgomot de cracare. Senzație de camion greu care lovește clădirea. Mașini cu motor în picioare legănate simțitor.
V. Moderat	Simțit de aproape toată lumea; mulți s-au trezit. Unele vase, ferestre sparte. Obiecte instabile răsturnate. Ceasurile cu pendul se pot opri.
VI. Puternic	Simțit de toți, mulți speriați. Mobilier greu mutat; câteva cazuri de tencuială căzută. Pagube ușoare.
VII. Foarte puternic	Pagube neglijabile în clădirile de bună proiectare și construcție; ușoare până la moderate în structurile obișnuite bine construite; pagube considerabile în structurile prost construite sau prost proiectate; unele coșuri de fum au fost sparte.
VIII. Severă	Pagube ușoare în cazul structurilor special proiectate; pagube considerabile în cazul clădirilor obișnuite și substanțiale, cu prăbușire parțială. Pagube mari în cazul structurilor slab construite. Căderi de coșuri de fum, coșuri de fum de fabrică, coloane, monumente, ziduri. Mobilier greu răsturnat.
IX. Violență	Pagube considerabile în cazul structurilor special proiectate; structuri cu cadre bine proiectate, aruncate din plumb. Pagube mari la clădirile importante, cu prăbușire parțială. Clădiri deplasate de la fundație.
X. Extreme	Unele structuri din lemn bine construite au fost distruse; majoritatea structurilor din zidărie și din cadre au fost distruse cu fundații. Șine îndoite.
XI. Extrem de periculos	Puține structuri (de zidărie) au rămas în picioare, dacă nu chiar niciuna. Poduri distruse. Fisuri largi în sol. Conducte subterane complet scoase din funcțiune. Prăbușiri de pământ și alunecări de teren în teren moale. Șine îndoite foarte mult.
XII. Catastrofă	Daune totale. Valuri observate pe suprafețele solului. Liniile de vizibilitate și de nivel distorsionate. Obiecte aruncate în sus în aer.

Corelația cu magnitudinea

Magnitudine	Intensitate maximă tipicăModified Mercalli
Sub 2.0	I
2.0 - 2.9	II - III
3.0 - 3.9	III - IV
4.0 - 4.9	IV - V
5.0 - 5.9	V - VI
6.0 - 6.9	VI - VII
7.0 - 7.9	VII - VIII
8.0 sau mai mare	VIII sau mai mare

Există o corelație între magnitudine și intensitatea cutremurului. Chiar dacă există această corelație, poate fi dificil să se facă legătura între una și cealaltă: Această corelație depinde de mai mulți factori, cum ar fi adâncimea cutremurului, terenul, densitatea populației și pagubele. De exemplu, la 19 mai 2011, un cutremur cu magnitudinea 0,7 în California Centrală, Statele Unite, la o adâncime de 4 km, a fost clasificat ca având intensitatea III de către United States Geological Survey (USGS) la peste 160 km de epicentru (și intensitatea II la aproape 480 km de epicentru), în timp ce un cutremur cu magnitudinea 4,5 în Salta, Argentina, la 164 km adâncime, a avut intensitatea I.

Tabelul mic este un ghid aproximativ pentru gradele de pe scara de intensitate Modified Mercalli. Culorile și denumirile descriptive prezentate aici diferă de cele utilizate pe anumite hărți de cutremur din alte articole. Cu toate acestea, nu vor fi 100% exacte.

Întrebări și răspunsuri

Î: La ce se folosește scara de intensitate Mercalli?

R: Scara de intensitate Mercalli este folosită pentru a măsura intensitatea cutremurelor.

Î: Prin ce se deosebește scara Mercalli de scara Richter?

R: Spre deosebire de scara Richter, scara Mercalli nu măsoară direct energia unui cutremur. Ea clasifică cutremurele în funcție de efectele pe care le au și de distrugerile pe care le provoacă.

Î: Ce descrie scara Mercalli atunci când există puține pagube?

R: Atunci când pagubele sunt mici, scara Mercalli descrie modul în care oamenii au simțit cutremurul sau câte persoane l-au simțit.

Î: De ce folosesc adesea non-geologii scara Mercalli?

R: Cei care nu sunt geologi folosesc adesea scara Mercalli deoarece oamenilor le este mai ușor să descrie pagubele provocate de un cutremur decât să efectueze calcule pentru scara Richter.

Î: Cine a dezvoltat inițial scara Mercalli și câte niveluri avea aceasta?

R: Giuseppe Mercalli a dezvoltat inițial scara Mercalli cu zece niveluri.

Î: Cine a extins scara Mercalli la douăsprezece niveluri?

R: Adolfo Cancani a extins scara Mercalli la 12 niveluri.

Î: Ce este scara Mercalli-Cancani-Sieberg și scara Mercalli-Wood-Neumann?

R: Scara Mercalli-Cancani-Sieberg este un alt nume pentru scara de intensitate Mercalli, în timp ce scara Mercalli-Wood-Neumann se referă la traducerea în limba engleză a scalei Mercalli de către Harry O. Wood și Frank Neumann. Charles Francis Richter a editat, de asemenea, scara Mercalli și a dezvoltat ulterior scara Richter.