סולם ריכטר – מידת רעש, מידת אדם (ספר)
תמצית תוכן הספר > פרק תשיעי: סולם ריכטר (עמ' 112–131)

"כולי תקווה, שאם אי פעם אגיע לפתרון אישי מספק למדי, אולי אוכל לתרום תרומה בעלת ערך אלמותי"
מלבד שלל תרומותיו המדעיות, שיעור קומתו של ריכטר בזירה הציבורית נובעת בבירור ולחלוטין מהסקאלה שלו: סקאלת סולם ריכטר - מונח ביתי יום-יומי, הגם שרבים עדיין לא מבינים את עצם טבעו של הסולם, למרות שלמעשה הוא הורחב – אחרים יגידו שהוּדח – לפני שנים בתוך קהילת הסייסמולוגים.
הביוגרפיות טוענות שהסקאלה הומצאה בשנת 1935. למעשה ריכטר השתמש בסולם שלו לקבוע את גודל רעידות האדמה בדרום קליפורניה כבר ב-1932. רעידת האדמה בלונג ביץ' ב-1933 הייתה בין האירועים הגדולים המוקדמים ביותר שהוא חישב. הסולם, יתר על כן, לא "הומצא" ב-1935; אלא המאמר המתאר אותו פורסם באותה שנה: "סולם מגניטודה אינסטרומנטלית של רעידת אדמה", שתפס את 32 העמודים הראשונים של ינואר 1935, בגיליון הבולטין של החברה הסיסמולוגית האמריקאית (אנ'). עצם המילה "המצאה" מעבירה רושם של מכשיר מכני שהומצא לכאורה, שכפי שנראה בהמשך, הוא לא!
בקריאת הסיפור של סולם ריכטר, מַחְשֵבִים, כפי שאנו מכירים אותם היום, היו רחוקים עשרות שנים מהמצאות תחילת שנות ה-30. חישובים אריתמטיים בסיסיים היו מייגעים מאוד; ייצור גרף פשוט דרש מאמצים עמלניים ביד. ריכטר הסתמך על ניתוח סייסמוגרמות של רעידות אדמה בדרום קליפורניה, כדי לפתח את הסולם שלו. היום הניתוח המקביל יכול להיעשות על ידי סטודנט מוסמך מוכשר. בשנות ה-30 זה דרש, בנוסף להשראה, גם יזע ("ודמעות") ומאמץ ממוקד. זה דרש, למעשה, את סוג האנרגיה והעקשנות הבלתי פוסקים שהיו לריכטר, שסיפקו פורקן יעיל לתכונות האלה – תכונות שבאופן נטול רסן, נהגו בבירור להמיט הרס על הנפש הפגיעה שלו.
הָאף סוקרת קודם את ראשית הכימות של רעה"א באמצעות התפתחות סולמות העוצמה הסייסמית (Seismic Intensity), ורק אז עוברת לסולם ריכטר. עבודתו על מיקומים של רע"א, הובילה אותו להציע כי ניתן להשוות ביניהן באמצעות משרעות השיא, של רעידות שנרשמו על ידי אותם סייסמומטרים. העניין היה להקליט את כל רעידות האדמה על סוג סטנדרטי של סייסמומטר, ולמדוד אותן בצורה מסוימת, שישקפו את הגדלים היחסיים שלהם בצורה הגיונית. עוד נקודה ראויה לדגש: הגדלים אינם מְטוּוָחִים בסולם של 1 עד 10 או עד 12 כמו סולמות העוצמות הסייסמיות למיניהם. במקום זאת, הם ערכים מחושבים, המבוססים על המשרעת הגדולה ביותר של התְּנוּדוֹת שנרשמו על הסייסמוגרף של ווד-אנדרסון (אנ'). גודל התנודות בכל סייסמוגרמה, היה תלוי גם עד כמה רחוקה רעידת אדמה מהסייסמומטר שתיעד אותה. לפיכך, כל תוכנית סיווג, חייבה הכללת תיקון למרחק.
אבן הנגף הבאה כללה טווח גדול מאוד של גודלי רעידות אדמה. ערכת סיווג שימושית לגודלי רעידות אדמה, מחייבת להשתמש בטווח ערכים שניתן לניהול, אך הטווח שבין האמפליטודות הגדולות ביותר לקטנות ביותר הנרשמות על הסייסמוגרף, נראה גדול בצורה בלתי ניתנת לשליטה. בנו גוטנברג הציע לריכטר לתכנן את טווח האמפליטודות על סקאלה לוגריתמית, כך שניתן יהיה לשלוט בגדלים הללו. כך רע"א במגניטודה 5 גדולה פי 30 מרע"א במגניטודה 4, ורע"א במגניטודה 6 גדולה מזו שבמגניטודה 4 פי 900. כלומר; הבסיס לגבי השוואת כמות האנרגיה הוא של 30, אבל הבסיס לגבי השוואת המשרעות בכל רע"א, הוא בסיס רגיל של 10 .
תוך שימוש טוב בהצעתו של גוטנברג, ריכטר המשיך בעבודתו. הלוגריתם אכן "ממוטט" את טווח המספרים הבלתי ניתן לניהול שלו, כך שניתן לניהול, ואִפְשֵר לריכטר "הסתערות" נוספת על הבעיה: צמצום טווח המספרים היה שלב מרכזי בפיתוח הסקאלה, אך נדרשו שלבים נוספים אחרים. בפרט, צריך היה להסתכל על רעידות אדמה בודדות שתועדו ממרחקים גדולים, כדי להבין את תיקון המרחק. היום אפשר לפנות לספרות הסייסמולוגית ולמצוא ספרות רבה מאוד, כולל הדוקטורט של הָאף (המחברת), תזה המתייחסת לנושא של תיקוני ניחות, שמתארים כיצד רעידות נוחתות, או מוחלשות, עם המרחק. המאמצים של ריכטר בשנות ה-30 היו כמעט ללא תקדים.
ריכטר בחן "ערמות" של סייסמוגרמות מרעידות אדמה בגדלים שונים. הוא הכין גרפים של משרעותיהם כפונקציה של מרחק והבין, שבעוד שעקומות מרעידות בודדות היו גבוהות יותר או נמוכות יותר בהתאם לגודל רעידת האדמה, הצורות שלהם היו זהות. על ידי הזזה של המשרעות זו על גבי זו, הוא קיבל עקומה "חלקה" אחת, שתיארה איך התנודות פוחתות ככל שמתרחקים ממוקד רעה"א. זה אומר שכדור הארץ הוא מערכת ליניארית: הקצב שבו הרעידה פוחתת אינו תלוי ברמת הרעד הראשונית. אם במרחק נתון רעידת אדמה אחת חמורה פי שניים מחברתהּ, היא תישאר פעמיים חמורה יותר בכל המרחקים (רק בשנים האחרונות סייסמולוגים למדו, שהלינאריות הזו לא תופסת את רמות הרעד הכי חזקות, אבל זה החומר שממנו עשויים המאמרים הסייסמולוגים לעת ההיא).
הסופרפוזיציה של ריכטר של המשרעות המוסטות, סיפקה אפוא את מה שהוא היה זקוק לו: דרך פשוטה לתקן מדידות משרעת עבור המרחק ממוקד רעידת האדמה לסייסמומטר (ריכטר הגדיר את הסולם כך שכל המשרעות תוקנו למרחק ייחוס של מאה קילומטרים).
לסקאלה של ריכטר אין גבול תחתון ולא גבול עליון. דרגת האפס בסקאלה היא מגניטודת רעה"א הסטנדרטית/הקטנה ביותר האפשרית לרישום לעת ההיא, שנקלטת במרחק של 100 קילומטר מהמוקד. כל רעידות האדמה מתייחסות לרעידה הסטנדרטית הזו, בדיוק כמו שהטמפרטורות בסולם צלזיוס מתייחסות לנקודת האפס, שהיא טמפרטורת קפיאת המים, ובסולם ריכטר היא המגניטודה של אותה רע"א סטנדרטית. 1 בסקאלה של ריכטר אנרגטית פי 30 מאפס, 2 פי 900 וכך הלאה. ריכטר בחר את "רעידת האפס" כמספיק קטנה, כך שרוב מכריע של הרעידות שיְרַשמו יקבלו ערכים חיוביים. עם זאת, ניתן להניח שריכטר חשב על העתיד שיביא עימו סייסמומטרים רגישים יותר, ואשר יהיו מסוגלים לרשום רעידות אדמה קטנות יותר מרעידת האפס, והם יקבלו ערכים שליליים בסולם שלו. האמפליטודה של 1 אכן תהיה גדולה פי 10 מהאמפליטודה של הרעידה הסטנדרטית, ו-2 פי 100 וכך הלאה. לגבי הגבול העליון, תאורטית הוא לא קיים, כי תמיד ניתן יהיה לקלוט רע"א גדולה יותר מהגדולה ביותר שנרשמה עד כה. אך קרום כדור הארץ אינו יכול לאֵצוֹר בתוכו אנרגיה, בכמות שתספיק לחולל רע"א בגודל 10 בסולם ריכטר. האנרגיה תשתחרר הרבה לפני כן ברע"א קטסטרופלית בגודלה, או בכמה רעידות קטנות יותר.
הָאף דנה בסוגיה, האם שֵם הסולם עושה עוול לבנו גוטנברג, כאילו הסקאלה היא מעשה ידיו של ריכטר לבדו, ומה עשה ריכטר, או לא עשה, כדי לתת מִזְכֶּה נאות לגוטנברג, כשותף להמצאה. הָאף מביאה צילום מכתב של גאולוג מברקלי בשם Perry Byerly(אנ') שכותב בשנת 1966 במכתב רשמי, שהוא בזמן אמיתי, באמצע שנות השלושים, הודיע למועצת העיתונות בסן פרנסיסקו, ש"סולם ריכטר הוא של ריכטר, וכך יש להתייחס אליו", והביא עוד עדות מהישיבה האחרונה של שנת 1966 של החברה הגאולוגית של ארצות הברית(אנ') שדיברו שם על "... רעידת אדמה של 5 ריכטר ..." - מכתב "המזכה" את ריכטר מ"אשמת" הדרת גוטנברג משם הסולם. היא ממשיכה לדון בקשר שבין הסולם לסוג הסייסמומטרים המודדים, ולכך שסולם המגניטודה על פי המומנט, שעושים בו שימוש הסייסמולוגים המודרניים, לא "תפס" בקרב הציבור, שהמשיך להתייחס לסולם ריכטר, וכך גם כלי התקשורת, שתרמו להמשך התייחסות הציבור לסולם ריכטר.
גלי רעידת אדמה אופייניים שאנשים מרגישים הם בעלי זמן מחזור של בדרך כלל עשירית שנייה עד עשר שניות. כאשר כוכב הלכת רוטט כמכלול, במה שסייסמולוגים מכנים Normal Modes או אופני תנודה עצמיים, זמן המחזור יכול להיות באורך שעה. הגלים המוזרים האלה, כמעט מתריסים את הדמיון האנושי: רעידות אדמה גדולות מאוד, יכולות להיות בעלות משרעת מאוד גדולה, אך עדיין בלתי מורגשות לבני אדם, כי הגל חולף כל כך לאט. בעקבות רעידת האדמה ההרסנית בגודל 9 של סומטרה ב-26 בדצמבר 2004, הסיסמולוגית ת'ורן ליי (אנ') חישבה שסרי לנקה נעה למעלה ולמטה (אנכית) בעוצמה של תשעה סנטימטרים, כתוצאה מאורכי הגל הארוכים של הרעידה. הקצב התזזיתי של הגלים האלה, נע משיא לשפל, וחזרה לשיא בטווח של שעה, והיו עדינים מכדי להרגיש אותם. ובכל זאת, תשעה סנטימטרים הם מרחק מרשים למדינת אי לנוע מעלה ומטה.
סוגיית גודל רעה"א יצרה בלבול, מכיוון שגופים שונים השתמשו בסולמות שונים, ואליהם נוסף סולם "חדש", שבנו גוטנברג הגיע אליו "בדרך" לייסוד סולם המגניטודה על פי המומנט, והוא הגודל על פי המשרעת המקסימלית של גלי השטח (סוגים של גלים סייסמיים), סקאלה שמוּטֵית לצד הגבוה ברעידות אדמה שאינן עמוקות במיוחד. כך גם סולם ריכטר בעייתי לשימוש לרעידות אדמה מעל 6.5, שכשעיתונאים התעקשו לקבל ערך בסולם ריכטר לרע"הא בנורת'רידג' שבלוס אנג'לס ב-1994 שהייתה בגודל ממונט סייסמי של 6.7, סולם ריכטר הצביע על 5.7. זה הביא לכך שסייסמולוגים מאזכרים מספר בלבד כגודל, מבלי להתייחס לפי איזה סולם הוא נמדד. גם הניסיון להעריך מגניטודות לרע"א היסטוריות, מהעידן הפרה-מכשירני, הוסיפו לבלבול (למשל אודות רעידות האדמה בניו מדריד בשנים 1811–1812, כשכל מחקר התייחס לגודל שונה).
הָאף מסיימת את הפרק בתחושה שבסופו של דבר, "המידה האלמותית" של צ'ארלס ריכטר עלולה לדעוך, מכיוון ש"סולם ריכטר" והסולמות האחרים מתרחקים יותר ויותר מהמכנה המשותף שלהם, וגודלי רעידת אדמה מדווחים פשוט כ"מגניטודות". ברם לדעתה, בהמצאת סולם ריכטר והשימוש בו, הוא אכן תרם תרומה בעלת ערך אלמותי.