Une échelle de magnitude est un outil numérique de référence, le plus souvent utilisé pour décrire soit la force d’un tremblement de terre, soit la luminosité d’une étoile vue de la Terre. L’échelle la plus couramment utilisée pour désigner la luminosité des étoiles, ou leur magnitude apparente, est appelée échelle de magnitude astronomique. Pour la description des séismes, l’échelle de Richter et l’échelle de magnitude de moment sont utilisées.
L’échelle de magnitude astronomique définit la magnitude des étoiles en fonction de la quantité de lumière qu’elles émettent telle qu’elle est perçue par un observateur sur Terre. Plus le nombre de magnitude d’une étoile est élevé, plus elle apparaît faible. Par exemple, la luminosité du soleil, notre étoile la plus proche, est d’environ une magnitude -26, tandis que la pleine lune se voit attribuer une magnitude d’environ -13.
Un observateur dans une zone urbaine pourra voir quelques étoiles la nuit, mais aucune n’est plus faible qu’une magnitude trois. Quelqu’un dans une zone rurale peut voir des étoiles aussi faibles que la magnitude six ou sept, et les jumelles portent ce nombre à presque dix. Les télescopes nous permettent de voir des étoiles beaucoup plus faibles, jusqu’à une magnitude 30, dans certains cas. Il est important de noter que bien que l’on puisse dire que l’échelle de magnitude astronomique mesure la luminosité, une comète de magnitude trois ne sera pas aussi brillante qu’une étoile de magnitude trois, car la lumière d’une comète est répartie sur une plus grande surface.
Ceux qui ont vécu dans des zones sujettes aux tremblements de terre, ou qui les ont étudiées à un degré quelconque, peuvent être quelque peu familiers avec l’échelle de Richter, utilisée pour mesurer la magnitude des tremblements de terre. L’échelle de magnitude de Richter attribue un nombre unique de un à dix pour représenter l’énergie totale libérée par un séisme. C’est une échelle logarithmique avec une base de dix, ce qui signifie qu’une augmentation d’une unité représente dix fois plus d’énergie libérée. par exemple, un séisme de magnitude 7.0 libère dix fois plus d’énergie qu’un séisme de 6.0.
La quantité d’énergie libérée lors d’un séisme, telle que mesurée par l’échelle de Richter, est étroitement liée à la quantité de son potentiel destructeur. Pour cette raison, c’est l’échelle la plus connue pour mesurer les tremblements de terre. L’échelle de la magnitude du moment est étroitement liée à l’échelle de Richter. Il est également logarithmique, mais avec une base de 30 au lieu de 10.
L’échelle de magnitude de moment mesure la libération d’énergie en fonction de la rigidité de la terre, multipliée par la quantité de déplacement qui a lieu le long d’une faille, ainsi que la taille de la zone qui a été déplacée. Récemment, l’échelle de magnitude de moment a commencé à remplacer l’échelle de Richter comme la plus couramment utilisée des deux. En pratique, la magnitude du moment d’un séisme est souvent numériquement similaire à sa valeur sur l’échelle de Richter, ce qui fait que ce changement passe presque inaperçu.