Magnituden sind logarithmisch, und deshalb täuscht der Abstand zwischen zwei Zahlen. Eine Einheit mehr bedeutet die zehnfache Bodenbewegung — aber rund die 32-fache Energie. Beide Zahlen stimmen, sie beantworten nur verschiedene Fragen, und aus ihrer Verwechslung entstehen die meisten Missverständnisse.
Der Rechner gibt die abgestrahlte seismische Energie zu einer Magnitude aus und vergleicht zwei Beben in beiden Maßen. Grundlage ist die Beziehung log E = 1,5 · M + 4,8 mit der Energie in Joule.
Zehnfach oder zweiunddreißigfach
Die Magnitude ist als Logarithmus der Amplitude definiert: Ein Beben der Stärke 7 lässt den Boden zehnmal so weit ausschlagen wie eines der Stärke 6. Die Energie wächst dagegen mit 10 hoch 1,5 je Einheit, also um den Faktor 31,6 — denn zur größeren Amplitude kommt die längere Dauer.
Über zwei Einheiten wird daraus der Faktor 1000. Ein Beben der Stärke 8 setzt tausendmal so viel Energie frei wie eines der Stärke 6, und das ist der Grund, warum ein einzelnes starkes Beben mehr Energie abgibt als alle schwachen eines Jahres zusammen. Die Verteilung ist so schief, dass die größten Ereignisse alles andere überdecken.
Richterskala und Momenten-Magnitude
Charles Richter definierte seine Skala 1935 für Südkalifornien und für einen bestimmten Seismografen. Oberhalb von etwa 6,5 sättigt sie: Sehr große Beben liefern kaum noch höhere Werte, weil der gemessene Ausschlag nicht weiter mitwächst. Deshalb hätte man das Beben von 1960 in Chile auf der Richterskala nicht von einem deutlich kleineren unterscheiden können.
Seit den 1970er Jahren benutzt man die Momenten-Magnitude, die aus dem seismischen Moment berechnet wird — aus Bruchfläche, Versatz und Steifigkeit des Gesteins. Sie sättigt nicht und ist im mittleren Bereich so angelegt, dass sie mit den alten Werten zusammenpasst. Wenn heute von der Richterskala die Rede ist, ist fast immer diese Größe gemeint.
Warum die TNT-Angabe irreführt
Der Vergleich mit Sprengstoff gibt eine Größenordnung, mehr nicht. Eine Explosion setzt ihre Energie in einem Punkt und in Millisekunden frei, ein Beben auf einer Bruchfläche von zig Kilometern über eine Minute. Die Wirkung an der Oberfläche ist deshalb eine völlig andere.
Hinzu kommt: Die hier berechnete Größe ist die abgestrahlte seismische Energie, nicht die gesamte am Bruch umgesetzte. Der weitaus größere Teil geht in Wärme und in das Zerbrechen von Gestein. Wie viel Schaden entsteht, hängt ohnehin mehr an Tiefe, Untergrund und Bauweise als an der Magnitude — ein flaches Beben der Stärke 6 unter einer Stadt richtet mehr an als ein tiefes der Stärke 7 unter dem Meer.