एउटै भूकम्प तर नाप फरक फरक किन ?

मंगलबार बिहान बिहान ६ बजेर ५० मिनेट जाँदा नेपालको पूर्वी भागदेखि उत्तरमा पर्ने तिब्बती क्षेत्रमा ठूलो भूकम्प गयो । दक्षिणपश्चिम चीनको सिजाङ स्वायत्त क्षेत्रको सिगात्से सहरको डिङ्ग्री काउन्टी नजिक केन्द्रबिन्दु भएर गएको उक्त भूकम्पको कम्पन नेपाल, भारत, भुटान, बंगलादेश र पाकिस्तानसम्म पनि महसूस गरिएको खबरहरु आएका छन् ।

उक्त भूकम्प कत्रो थियो भन्नेबारे फरक फरक कुराहरु प्रकाशमा आएका छन् । चाइना भूकम्प नेटवर्क सेन्टर (सीईएनसी)ले  ६.९ म्याग्नीच्युडको भूकम्प गएको जनायो भने चीनकै सरकारी टीभी च्यानल सीसीटीभीले भने ६.८ म्याग्निच्युड उल्लेख गर्यो ।  नेपालको खानी तथा भूगर्भ विभागले रेकर्ड गरेअनुसार उक्त भूकम्प ७ म्याग्निच्यूडको थियो भने उता अमेरिकाको USGS ले भने उक्त भूकम्प ७.१ म्याग्निच्युडको रहेको जनायो ।

यसरी एकै ठाउँमा गएको भूकम्पको पनि फरक फरक ठाउँबाट नाप्दा फरक फरक नाप देखियो । यसले केही अस्पष्टता र अन्यौल पनि सिर्जना गर्यो ।

वास्तवमा, यसो हुनु कुनै अनौठो नै चाहिँ होइन । एउटै भूकम्पको मापन फरक-फरक स्थानमा फरक देखिनुका कारणहरू भौगोलिक, भौतिक, र प्राविधिक पक्षहरूसँग सम्बन्धित छन्। त्यसलाई सरलीकृत रुपमा निम्नानुसार बुझ्न सकिन्छ:

भूकम्पीय तरङ्गको फैलावट र शक्तिमा भिन्नता

भूकम्पका क्रममा उत्पन्न भएका प्राथमिक तरङ्ग (P-वेभ) र सेकेन्डरी तरङ्ग (S-वेभ) विभिन्न माध्यमहरू (जस्तै, चट्टान, माटो, पानी) बाट फैलिने गर्छ । त्यसरी तरङ्ग फैलिँदा त्यसको माध्यमअनुसार तरङ्गको गति पनि फरक फरक हुने गर्छ । यसले गर्दा विभिन्न ठाउँमा त्यो तरङ्ग पुग्दा ती तरङ्गहरूको ऊर्जा र शक्ति फरक हुन्छ।

केन्द्रबिन्दुबाट टाढा हुँदै जाँदा भूकम्पीय तरङ्गको ऊर्जा पनि क्षीण (attenuation) हुँदै जान्छ । फलत: नजिकको स्थानमा मापन गरिने तीव्रता उच्च देखिन्छ भने टाढाको स्थानमा कम।

स्थानीय भूगर्भीय संरचना

भूगर्भीय सामग्री (जस्तै, ढुंगा, बालुवा, माटो) को घनत्व र संरचनाले भूकम्पका तरङ्गहरूको गतिलाई प्रभावित तुल्याउने गर्छ । कमजोर जमिन (जस्तै, माटो) भएको क्षेत्रमा भूकम्पीय तरङ्गहरू कडा महसुस हुन्छन् भने ठोस चट्टान भएको क्षेत्रमा तुलनात्मक रूपमा कम। त्यसैगरी, स्थानीय भूमिगत पानीको सतह, ज्वालामुखीय क्षेत्र, र फल्ट लाइनको नजिकका क्षेत्रहरूले पनि भूकम्पको मापनमा भिन्नता ल्याउँछन्।

नाप्ने उपकरण (सिस्मोग्राफ) को संवेदनशीलता

भूकम्प मापन गर्न प्रयोग गरिने सिस्मोग्राफको संवेदनशीलता, क्यालिब्रेसन, र स्थानानुसारको सेटअप फरक हुन सक्छ। उन्नत प्रविधि भएका उपकरणले सूक्ष्म तरङ्गहरू पनि मापन गर्न सक्छन् भने कमजोर प्रविधका उपकरणले तिनलाई नपक्रन पनि सक्छ । फलत: नाप्ने उपकरणको संवेदनशीलताले गर्दा पनि साना फरकहरू देखाउँछन्। अझ कतिपय उपकरणले भूकम्पीय तरङ्गको केवल एक प्रकार (P-वेभ वा S-वेभ) लाई मात्र प्राथमिक रूपमा मापन गर्छन् । त्यसले पनि फरक नाप देखाउन सक्छ।

तीव्रता र परिमाणबीचको भिन्नता

भूकम्पको कुरा गर्दा हामीले तीब्रता र परिमाणको फरक बुझ्नु जरुरी हुन्छ । परिमाण (Magnitude) भनेको भूकम्पले उत्पादन गरेको कुल ऊर्जा हो, जुन केन्द्रबिन्दुबाट टाढा पनि समान रहन्छ। यो रेक्टर स्केल वा अन्य मापन पद्धतिबाट मापन गरिन्छ।

तीव्रता (Intensity) भनेको कुनै स्थानमा भूकम्पको असर (जस्तै, कम्पनको अनुभव) हो, जुन स्थानअनुसार फरक हुन सक्छ। यो मेरकाली स्केलबाट मापन गरिन्छ र यसले नापमा भिन्नता ल्याउँछ।

केन्द्रबिन्दुबाट दूरी

भूकम्पको केन्द्रबिन्दुबाट नजिकका स्थानहरूमा कम्पन बलियो हुन्छ, तर टाढाका स्थानहरूमा ऊर्जा कमजोर हुने भएकाले नाप पनि कम देखिन्छ।

स्थानको उचाइ र भौगोलिक बनावट

उच्च पहाडी क्षेत्रमा तरङ्गको प्रभाव कम हुन सक्छ, जबकि समथर भूभागमा प्रभाव बलियो महसुस हुन्छ।

सारमा भन्दा, भूकम्प मापनमा फरक-फरक नाप देखिनु भूकम्पीय तरङ्गको प्रकृति, स्थानीय भूगर्भीय बनावट, र उपकरणहरूको संवेदनशीलतासँग सम्बन्धित रहेको  हुन्छ। यी सबै कारकहरूले मिलेर भूकम्पको प्रभाव र मापनमा भिन्नता ल्याउँछन्।

अब स्वभाविक रुपमा प्रश्न उठ्न सक्छ– यस्तो अवस्थामा कुन चाहिँ नापलाई चाहिँ सबैभन्दा विश्वसनीय र सटीक मान्ने त ?

भूकम्पको मापनका विभिन्न विधिहरूमध्ये परिमाण (Magnitude) को मापनलाई वैज्ञानिक र विश्वसनीय मानिन्छ, तर यसलाई विशिष्ट सन्दर्भमा बुझ्नुपर्छ।

भूकम्प मापनको सबैभन्दा सटीक र तुलनात्मक मापन परिमाण (Magnitude) लाई मान्ने गरिन्छ ।  परिमाण भनेको भूकम्पको केन्द्रबिन्दुमा उत्पन्न भएको कुल ऊर्जा हो। यसलाई सामान्यतः रेक्टर स्केल वा मोडिफाइड मोमेन्ट म्याग्निच्युड स्केल (Moment Magnitude Scale - Mw) बाट मापन गरिन्छ। यो मापन कुनै पनि स्थान वा उपकरणको अवस्थाले प्रभावित हुँदैन, किनकि यसले तरङ्गहरूको भौतिक विशेषताबाट गणना गर्छ। Moment Magnitude Scale (Mw) लाई हालको मानक मापन मानिने गरिन्छ । खासगरी, यो मापनले धेरै ठूला भूकम्पहरूका लागि पनि सटीक परिणाम दिन्छ।

तर भूकम्पको स्थानीय प्रभाव बुझ्न भने तीव्रता (Intensity) उपयोगी हुन्छ । तीव्रता (Intensity) भनेको कुनै विशेष स्थानमा भूकम्पले पार्ने प्रभाव (कम्पनको अनुभव, क्षति) हो। यो मापन व्यक्तिको अनुभव, संरचनाको क्षति, र भूगोलमा निर्भर गर्छ।यसलाई मेरकाली स्केल (Modified Mercalli Intensity - MMI) द्वारा मापन गरिन्छ। तर तीव्रता स्थानअनुसार फरक हुने भएकाले यसको विश्वसनीयता तुलनात्मक कम मानिन्छ ।

भूकम्पको कुरा गर्दा हामीले यदाकदा रेक्टर स्केल भनेको पनि सुन्छौं । रेक्टर स्केल भूकम्पको परिमाण मापन गर्न पहिलोपटक विकसित विधि हो। साना र मध्यम भूकम्पहरूको मापनमा यो सटीक हुन्छ, तर धेरै ठूला भूकम्पहरूको लागि यो कम प्रभावकारी हुन्छ। यसको सट्टामा अहिले प्रायः Moment Magnitude Scale (Mw) प्रयोग गरिन्छ।

जहाँसम्म सर्वाधिक विश्वसनीय मापनको कुरा छ, हालको मानक अनुसार, Moment Magnitude Scale (Mw) सबैभन्दा सटीक मानिन्छ।यो भूकम्पीय तरङ्गको सम्पूर्ण डेटा (जस्तै, फौल्ट क्षेत्रको लम्बाइ, चिराचिराको गहिराइ, र विस्थापनको मात्रा) प्रयोग गरेर मापन गरिन्छ। यो स्केलले साना, मध्यम, र ठूला सबै प्रकारका भूकम्पहरूलाई तुलनात्मक रूपमा सटीक मापन दिन्छ।

सामान्यत: वैज्ञानिक उद्देश्यका लागि परिमाण (Magnitude) मापन, त्यसमा पनि विशेष गरी Mw स्केलसटीक मानिन्छ ।  

तर सामाजिक र क्षतिको मूल्याङ्कनका लागि भने तीव्रता (Intensity) मापन उपयुक्त हुन्छ । यस मापनले प्रभावित क्षेत्रमा भूकम्पको अनुभव र प्रभाव स्पष्ट रूपमा देखाउँछ।

सारमा भन्दा, भूकम्पको ऊर्जा र वैज्ञानिक अध्ययनका लागि Moment Magnitude Scale (Mw) सबैभन्दा विश्वसनीय र सटीक मापन हो।
तर, कुनै विशेष क्षेत्रको क्षति मूल्याङ्कन गर्न र स्थानीय अनुभव बुझ्नका लागि तीव्रता (Intensity) को मापन उपयोगी हुन्छ। अझ भूकम्पको मापनको विश्वसनीयता बढाउन विभिन्न स्थानबाट मापन गरिएका तथ्याङ्कहरु एकत्रित गरेर विश्लेषण गर्दा अझ ठोस र सही नतिजा प्राप्त गर्न सकिन्छ।

रेक्टर स्केल र मोडिफाइड मोमेन्ट म्याग्निच्युड स्केल बीचको भिन्नता

रेक्टर स्केल (Richter Scale) र मोडिफाइड मोमेन्ट म्याग्निच्युड स्केल (Moment Magnitude Scale - Mw) भूकम्प मापन गर्न प्रयोग गरिने दुई फरक विधि हुन्। दुवैको प्रयोग भूकम्पको परिमाण (magnitude) मापन गर्नका लागि हुन्छ । तर यी विधिहरूमा प्रयोग गरिने गणना, सिद्धान्त, र प्रयोगका सीमाहरूमा महत्त्वपूर्ण भिन्नता छन्।

रेक्टर स्केल

भूकम्प मापनको सबैभन्दा पुरानो विधि रेक्टर स्केल हो । यो स्केल सन् १९३५ मा चार्ल्स रेक्टर नाम गरेका वैज्ञानिकले क्यालिफोर्नियाको साना र मध्यम भूकम्पहरूको परिमाण मापन गर्न विकास गरेका थिए।

यस स्केलले भूकम्पीय तरङ्गहरूको अधिकतम विक्षेप (amplitude) मापन गर्छ।

यो स्केल स्थानीय भूकम्प (local earthquakes) मापनका लागि उपयुक्त मानिन्छ । यसले केन्द्रबिन्दुबाट करिब ६०० किमी टाढासम्म सटीक परिणाम दिन्छ। त्यसैले साना भूकम्पहरूको मापनमा यो स्केल उपयोगी मानिन्छ ।

७ वा त्योभन्दा माथिका भूकम्पहरू र फरक प्रकारका भूगर्भीय संरचनामा यसको प्रयोग सीमित हुन्छ।यसले  भूकम्पीय तरङ्गहरूको सम्पूर्ण ऊर्जा (total energy release) मापन गर्न सक्दैन ।

मोडिफाइड मोमेन्ट म्याग्निच्युड स्केल

भूकम्प मापनको आधुनिक विधि मोडिफाइड मोमेन्ट म्याग्निच्युड स्केललाई मानिन्छ ।  सन् १९७० को दशकमा विकसित गरिएको यो स्केल हाल विश्वव्यापी रूपमा प्रचलित छ । यसले भूकम्पको कुल ऊर्जा, फल्ट सतहको क्षेत्रफल र चिराचिरा (slip) को मात्राबाट गणना गर्छ। यसले केन्द्रबिन्दुको गहिराइ र भूगर्भीय संरचनाको विविधतालाई समेत समेट्छ ।

यो स्केल साना, मध्यम, र ठूला सबै प्रकारका भूकम्पहरूको मापनमा सटीक मानिन्छ ।  यसले भूकम्पीय तरङ्गहरूको सम्पूर्ण ऊर्जा मापन गर्न सक्छ। विशेष गरेर ७.० वा त्योभन्दा माथिका ठूला भूकम्पहरूको मापनमा विश्वसनीय मानिन्छ ।  त्यसैले आजभोलि रेक्टर स्केलको सट्टामा मोडिफाइड मोमेन्ट म्याग्निच्युड स्केल नै विश्वव्यापी रुपमा प्रयोग हुने गर्छ ।

भूकम्पको शक्ति कति ? सामान्यतः ४ म्याग्निच्युड स्केलभन्दा मुनिका भूकम्पहरु सामान्य मानिन्छन् र तिनले खासै क्षति गर्दैन । तर ४ म्याग्निच्युडदेखि माथिका भूकम्पहरु चाहिँ शक्तिशाली हुने गर्छन् र त्यस अर्थमा त्यो क्षति गर्ने खालका हुन्छन् । जति भूकम्पको स्केल बढ्दै जान्छ, उत्तिनै त्यसका शक्ति पनि बढ्दै जान्छ र त्यसले क्षति पनि बढी नै गर्दै जान्छ । उदाहरणको लागि, ४ म्याग्निच्युड स्केलको भूकम्प जाँदा जति शक्ति निस्कासन हुन्छ, ५ म्याग्निच्युड स्केलको भूकम्पले निश्कासन गर्ने शक्ति त्यो भन्दा ३१–३२ गुना बेसी हुन्छ । ४ म्याग्निच्युड स्केलको भूकम्पले निश्कासन गर्ने शक्ति ६ टनको टिएनटी (शक्तिशाली विस्फोटक पदार्थ trinitrotoluene) ले पैदा गर्ने शक्ति बराबर हुन्छ भने ५ म्याग्निच्युडको भूकम्पले २०० टन टिएनटी बराबरको शक्ति निकाल्छ । अझ ६ म्याग्निच्युड स्केलको भूकम्पले निश्कासन गर्ने शक्ति त ६२७० टनको टिएनटीले पैदा गर्ने शक्ति बराबरको विध्वंशक हुने गर्छ । ७ म्याग्निच्युडको भूकम्पले १९९००० टन टिएनटी बराबरको शक्ति निश्कासन गर्छ । यो भनेको हिरोशिमामा खसालिएको करिब १५००० टन टिएनटी शक्ति बराबरको आणविक बमको तुलनामा १३.२ गुणा बढी हो। ८ म्याग्निच्युडले ६,२७००० टन टिएनटी बराबरको शक्ति निस्काशन गर्छ । अझ ९ म्याग्निच्युड स्केलको भूकम्पले त ९९,०००,००० टन टिएनटी बराबरको शक्ति निस्काशन गर्छ । यो भनेको करिब २५ हजार आणविक बम बराबरको शक्ति हो । (तथ्यस्रोतः द युनिभर्सिटी अफ मेम्फिस)