Styrken til et jordskjelv kan angis på flere måter:

  • Magnitude

Et jordskjelvs magnitude er et tall som enkelt brukes for å sette mål på energien et jordskjelv har utløst / styrken i et jordskjelv.

  • Intensitet

En annen metode for å vurdere et jordskjelvs størrelse baserer seg på en intensitetsskala som beskriver måten folk opplevde rystelsene. Ulempen er at dette er en subjektiv metode som varierer fra sted til sted, men med mange nok slike observasjoner kan et brukbart overslag på styrken og posisjonen til et jordskjelv finnes. Man kan også bruke gamle nedskrevne beretninger for å vurdere størrelsen på jordskjelv fra historisk tid.

  • Fysisk størrelse

Den faktiske størrelsen på forkastningen der bevegelse foregikk og avstanden forkastningen beveget seg er direkte reflektert i jordskjelvets styrke.

Magnitude og styrke

Et jordskjelv frigjør enorme mengder energi, og styrken angis med begrepet magnitude. Siden jordskjelv varierer så voldsomt i størrelse, er magnitudeskalaen logaritmisk, hvert trinn tilsvarer en økning i energi med en faktor på ca. 31. Dvs. at et jordskjelv med magnitude fem frigir omtrent 31 ganger så mye energi som et jordskjelv med styrke fire, og 1.000 ganger mere enn et jordskjelv med magnitude tre. Størrelsen (utslaget) på rystelsene øker med en faktor rundt 10 for hvert trinn, men her er det også mange andre ting som spiller inn.

Det finnes flere magnitude typer.Den mest kjente typen er Richter-magnitude (også kalt Richter-tall). Denne har sitt navn fra seismologen Charles Richter som utviklet skalaen i California i 1935 for å måle styrken til jordskjelv på avstander opp til 1000 km. Den baserer seg på rystelsenes utslag på et instrument av en gitt type og avstanden fra jordskjelvets senter. Skalaen er "åpen i begge ender", slik at et jordskjelv godt kan ha negativ magnitude (svarende til et veldig lite jordskjelv). Tilsvarende har selve skalaen ingen øvre grense, selv om jordskorpen i praksis ikke kan være opphav til jordskjelv som har større styrke enn ca. 9,5.

Richters skala egner seg ikke til å angi styrken til jordskjelv over ca. 5 eller jordskjelv på over ca. 1000 km fra målepunktet fordi forutsetningene for beregningene ikke er gyldige for store jordskjelv og avstander. Innen seismologien finnes det en rekke andre metoder for å bestemme magnituden til et jordskjelv. Disse metodene gir ikke nøyaktig samme svar, så man kan dermed godt ha flere forskjellige magnituder for ett og samme jordskjelv. I de fleste tilfeller vil forskjellene ligge innenfor noen tideler, så dette er ikke viktig for annet enn faglige anvendelser.

Det mest korrekte målet på et jordskjelvs styrke kalles seismisk moment, og kan beregnes enten utfra bruddets areal, bevegelseslengden og fjellets stivhet, eventuelt bruddareal og hvor effektivt spenningene i grunnen er utløst. Tallene for seismisk moment er meget store, og regnes gjerne om til momentmagnitude som er sammenlignbar med andre magnitudeverdier. Fordelen er at seismisk moment og momentmagnitude gir et konsistent mål på styrke for jordskjelv av alle størrelser, fra de minste til de aller største.

For å sette variasjonene i jordskjelvstyrke i perspektiv, kan man tenke at styrken til de minste jordskjelvene et menneske kan merke (med magnitude på ca. 2,5) er representert ved et gruskorn. De litt større jordskjelvene vi av og til merker i Norge kunne da vært en stein på størrelse med en fotball. Et stort jordskjelv med magnitude 7.5 vil til sammenlining være som en kampestein på størrelse med en varebil eller buss, og frigjøre tretti millioner ganger så mye energi som det lille jordskjelvet. De aller største jordskjelvene ville tilsvare en stein på størrelse med en boligblokk, og genererr ca. tretti milliarder (30.000.000.000) ganger så mye energi som "gruskornet". Dette tilsvarer over en million atombomber av typen som falt over Hiroshima! På samme målestokk ville de minste jordskjelvene vi klarer å måle med ekstremt fintfølende instrumenter vært som støvkorn i sammenligning.

Intensitet

Den eldste metoden for å vurdere et jordskjelvs størrelse er gjennom subjektive oppfatninger av rystelsenes intensitet. I og med at denne metoden ikke er basert på nøyaktige målinger, blir ikke resultatene så presise, men med mange nok observasjoner gir de mye nyttig informasjon om jordskjelvet. Intensitetsobservasjoner samles fortsatt inn rutinemessig over hele verden, også i områder med et godt utbygd nettverk av målestasjoner. Intensiteten til et jordskjelv vil avhenge av mange faktorer utover selve magnituden, bl.a. forkastningens orientering, bevegelsesretningen, jordskjelvets dyp og grunnforhold ved observasjonspunktet.

Den tidligste bruken av en spesifisert intensitetsskala for jordskjelv vi kjenner til, er fra tidlig på 1800-tallet. Grunnlaget for 12-punkts skalaene vi bruker idag kom i 1912, og den ble videreutviklet på 1930-tallet. Denne skalaen har siden fått mange varianter, det finnes i dag en rekke skalaer som brukes forskjellige steder i verden. I USA brukes intensitetsskalaen Modified Mercalli Intensity (MMI) skalaen fra 1931 (MM-31). I Norge bruker vi en skala som heter EMS98 (Europeisk Makroseismisk Skala 1998). Den laveste halvparten av skalaen baseres mest på hvordan mennesker oppfattet rystelsene, mens de sterkeste fem-seks trinnene hovedsakelig vurderes ut fra skader på bygninger og andre strukturer. Skjemaet som brukes til å rapportere jordskjelv er laget for å kunne tilordne et intensitetsnivå svarende til EMS98.

Etter at observasjoner er samlet etter et jordskjelv kan man kartlegge hvordan jordskjelvet ble merket i forskjellige områder. Dette kan presenteres i et intensitetskart som viser utbredelsene til observasjoner av de forskjellige intensiteter. Fra intensitetsdata kan det syntetiseres isoseismiske konturkart. Grovt sett vil jordskjelvets episenter ligge nær midtpunktet dannet av disse konturene, men variasjoner i grunnforhold gjør at usikkerheten her er ganske stor.

Intensitet kan også brukes til å studere historiske jordskjelv fra tiden før det fantes seismiske instrumenter.

Intensitet I (EMS-98)

Betegning

Beskrivelse av observasjoner (forkortet)

I

Ikke merket

Ikke merket

II

Såvidt merket

Merket kun av svært få mennesker i ro innendørs.

III

Svak

Merket av noen innendørs. Personer i ro merker svaiing eller lette rystelser.

IV

Stort sett merket

Merket av mange innendørs, utendørs av få. Noen personer vekkes. Vinduer, dører og porselen skrangler.

V

Sterk

Merket av de fleste innendørs, utendørs av få. Mange vekkes. Noen blir redde. Bygninger ryster gjennomgående. Hengende gjenstander svinger betydelig. Små gjenstander flyttes. Dører og vinduer svinger opp eller igjen.

VI

Litt skadelig

Mange blir redde og løper ut. Noen gjenstander faller. Mange hus får mindre, ikke-strukturelle skader som hårfine sprekker i mur og små skader på murpuss.

VII

Skadelig

De fleste blir redde og løper ut. Møbler flyttes og mange gjenstander faller fra hyller o.l. Mange vanlige, velbygde bygninger får moderate skader: Mindre sprekker i vegger, murpuss løsner, skader på piper. Eldre bygninger kan få større sprekker i mur.

VIII

Svært skadelig

Mange får problemer med å holde seg oppreist. Mange hus får store sprekker i veggene. Noen vanlige, velbygde bygninger kan få alvorlige brudd i vegger. Noen svakere, eldre bygninger kan kollapse.

IX

Destruktivt

Generell panikk. Mange svake konstruksjoner kollapser. Selv velbygde konstruksjoner får alvorlige skader.

X

Svært destruktivt

Mange vanlige, velbygde bygninger kollapser

XI

Ødeleggende

De fleste vanlige, velbygde bygninger kollapser, noen jordskjelvsikre konstruksjoner ødelegges.

XII

Totalt ødeleggende

Nesten alle bygninger ødelegges

Fysisk størrelse                

På lik linje med at det er enorme forskjeller i styrken til et jordskjelv, vil også variasjonen i den fysiske utstrekningen til selve bruddet være stor. Her brukes begrepene lengde og bredde for å beskrive bruddets størrelse. Lengden måles langsmed jordoverflaten (forkastningens lengde) og bredden måles nedover i jorden (avstanden mellom topp og bunn av bruddsonen).

For små jordskjelv vil lengden og bredden vokse omtrent i samme takt, dvs. at området som beveger seg over bruddet til et jordskjelv vil ha omtrent samme lengde. Når et jordskjelv når en størrelse slik at lengde og bredde er ca. 30-40 km går bruddet i praksis gjennom store deler av jordskorpen, og ved ed enda kraftigere skjelv er det nå bare lengden som kan økes. Materialet under skorpen er mykere og kan indre form uten brudd under trykk.

Forskyvningen over bruddet er mer eller mindre proporsjonal med lengden, ca. en titusendel av denne.

Lengden på bruddet for de svakeste merkbare jordskjelvene (styrke 2,5) er rundt et par hundre meter, med forskyvning på noen centimeter. Ved et godt merkbart jordskjelv som vi av og til opplever i Norge (magnitude 4,5) kan bruddet være rundt 1,500 meter langt, med 10-20 centimeters forskyvning. Ved styrke 6 er bruddets lengde ca. 10 km, og det er slett ikke sikkert at bruddet til et jordskjelv av denne styrken vil være synlig på jordoverflaten. Når styrken er noe over syv er bruddets lengde 30-40 km, og kutter dermed hele jordskorpen. Forskyvingen er rundt et par meter, så man kan tenke seg hvor mye energi som skal til for forflytte så mye stein. Enda større jordskjelv kan ha bruddlengder på flere hundre kilometer (selv om bredden fortsatt ikke overskrider 30-40 km) med forskyvninger på mange titalls meter.