Seismograf

Seismograf

Seismograf- alat ukur khusus yang digunakan untuk mendeteksi dan mencatat semua jenis gelombang seismik. Dalam kebanyakan kasus, seismograf memiliki beban dengan pegas yang dipasang, yang tetap tidak bergerak selama gempa bumi, sedangkan bagian perangkat lainnya (badan, penyangga) mulai bergerak dan bergeser relatif terhadap beban. Beberapa seismograf sensitif terhadap gerakan horizontal, sementara yang lain sensitif terhadap gerakan vertikal. Gelombang tersebut direkam dengan pena yang bergetar pada pita kertas yang bergerak. Ada juga seismograf elektronik (tanpa pita kertas).

Sampai saat ini, perangkat mekanis atau elektromekanis terutama digunakan sebagai elemen penginderaan seismograf. Sangat wajar jika biaya instrumen yang mengandung unsur mekanika presisi begitu tinggi sehingga praktis tidak dapat diakses oleh peneliti rata-rata, dan kompleksitas sistem mekanis serta, oleh karena itu, persyaratan kualitas pelaksanaannya sebenarnya berarti ketidakmungkinan memproduksi perangkat tersebut pada skala industri.

Pesatnya perkembangan mikroelektronika dan optik kuantum saat ini telah menyebabkan munculnya pesaing serius terhadap seismograf mekanis tradisional di wilayah spektrum frekuensi menengah dan tinggi. Namun, perangkat yang didasarkan pada teknologi mesin mikro, serat optik, atau fisika laser memiliki karakteristik yang sangat tidak memuaskan di wilayah frekuensi infra-rendah (hingga beberapa puluh Hz), yang merupakan masalah bagi seismologi (khususnya, organisasi jaringan teleseismik. ).

Ada juga pendekatan yang berbeda secara mendasar dalam membangun sistem mekanis seismograf - mengganti massa inersia padat dengan elektrolit cair. Pada perangkat tersebut, sinyal seismik eksternal menyebabkan aliran fluida kerja, yang kemudian diubah menjadi arus listrik menggunakan sistem elektroda. Unsur sensitif jenis ini disebut elektronik molekuler. Keuntungan seismograf dengan massa inersia cair adalah biayanya yang rendah, masa pakai yang lama sekitar 15 tahun, dan tidak adanya elemen mekanika presisi, yang sangat menyederhanakan pembuatan dan pengoperasiannya.

Sistem pengukuran seismik terkomputerisasi

Dengan munculnya komputer dan konverter analog-ke-digital, fungsi peralatan seismik telah meningkat secara dramatis. Sekarang dimungkinkan untuk merekam dan menganalisis sinyal secara real-time dari beberapa sensor seismik secara bersamaan dan memperhitungkan spektrum sinyal. Hal ini memberikan lompatan mendasar dalam kandungan informasi pengukuran seismik.

Contoh seismograf

• Seismograf elektron molekul. .
• Seismograf bawah otonom. . Diarsipkan dari versi asli tanggal 3 Desember 2012.

Yayasan Wikimedia.

Sinonim

Lihat apa itu “Seismograf” di kamus lain: Seismograf...

Buku referensi kamus ejaan - (Yunani, dari seismos getaran, guncangan, dan grapho saya tulis). Alat untuk mengamati gempa bumi. Kamus kata-kata asing yang termasuk dalam bahasa Rusia. Chudinov A.N., 1910. SEISMOGRAPH Bahasa Yunani, dari seismos, shock, dan grapho, saya menulis. Peralatan untuk... ...

Kamus kata-kata asing dari bahasa Rusia Sin. istilah penerima seismik. Kamus Geologi: dalam 2 jilid. M.: Nedra. Diedit oleh K.N. Paffengoltz dkk.

Ensiklopedia Geologi Geofon, penerima seismik Kamus sinonim Rusia. kata benda seismograf, jumlah sinonim: 2 geophone (1) ...

Kamus sinonim - (dari seismo... dan...grafik) alat untuk merekam getaran permukaan bumi pada saat gempa bumi atau ledakan. Bagian utama seismograf adalah pendulum dan alat perekam...

Kamus Ensiklopedis Besar - (seismometer), alat untuk mengukur dan mencatat GELOMBANG SEISMIK yang diakibatkan oleh pergerakan (GEMPA atau ledakan) pada kerak bumi. Getaran tersebut direkam menggunakan elemen perekam pada drum yang berputar. Beberapa seismograf mampu mendeteksi...

Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis SEISMOGRAPH, seismograf, suami. (dari bahasa Yunani seismos gemetar dan grapho saya menulis) (geol.). Alat untuk merekam getaran permukaan bumi secara otomatis. Kamus penjelasan Ushakov. D.N. Ushakov. 1935 1940 ...

Kamus Penjelasan Ushakov SEISMOGRAPH ya, suami. Alat untuk merekam getaran permukaan bumi pada saat terjadi gempa bumi atau ledakan. Kamus penjelasan Ozhegov. S.I. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992 …

Seismograf Kamus Penjelasan Ozhegov - - alat yang dirancang untuk merekam getaran permukaan bumi yang disebabkan oleh gelombang seismik. Terdiri dari pendulum, misalnya beban baja, yang digantung pada pegas atau kawat tipis pada dudukan yang terpasang kuat di tanah.... ...

Mikroensiklopedia Minyak dan Gas Bumi- Alat untuk mengubah getaran mekanis tanah menjadi getaran listrik dan selanjutnya merekam pada kertas fotosensitif. [Kamus istilah dan konsep geologi. Universitas Negeri Tomsk] Topik geologi, geofisika Generalisasi... ... Panduan Penerjemah Teknis

Buku

• Dunia permainan: dari homo ludens hingga gamer, Tendryakova Maria Vladimirovna. Penulis membahas berbagai macam permainan: dari permainan kuno, permainan meramal dan kompetisi hingga permainan komputer bermodel baru. Melalui prisma permainan dan transformasi yang terjadi dengan permainan - mode untuk...

Seismograf terdiri dari pendulum, misalnya beban baja, yang digantung dengan pegas atau kawat tipis pada dudukan yang terpasang kuat di tanah. Pendulum dihubungkan ke pena yang menggambar garis kontinu pada selembar kertas. Ketika tanah bergetar dengan cepat, kertas ikut bergetar, tetapi pendulum dan pena tetap tidak bergerak karena inersia. Garis bergelombang muncul di kertas, mencerminkan getaran tanah. Lengkungan pada pita kertas yang dipasang pada drum yang berputar perlahan di bawah pena gambar garis disebut seismogram.

Pengoperasian seismograf didasarkan pada prinsip bahwa pendulum yang digantung bebas hampir tidak bergerak selama gempa bumi. Seismograf atas mencatat getaran bumi secara horizontal, sedangkan seismograf bawah mencatat getaran bumi secara vertikal.

Tiga drum merah, tinggi sekitar 20 cm, merupakan penerima seismograf di stasiun seismik modern. Drum yang berdiri menerima getaran vertikal tanah; pada salah satu drum yang tergeletak, getaran dicatat ke arah utara-selatan, di sisi lain - timur-barat. Perangkat yang berdiri di dekatnya mencatat pergeseran bawah tanah paling lambat, yang tidak dapat dideteksi oleh tiga penerima lainnya. Pembacaan dari keempat instrumen ditransmisikan ke perangkat elektronik yang kompleks untuk merekam seismogram.

Pada tahun 1891, salah satu gempa bumi terkuat yang pernah tercatat di Jepang menghancurkan sebagian besar wilayah barat Tokyo. Seorang saksi mata menggambarkan kehancuran tersebut sebagai berikut: “Lubang-lubang dalam terbentuk di permukaan; bendungan yang melindungi dataran rendah dari banjir runtuh, hampir semua rumah hancur, lereng gunung tergelincir ke dalam jurang, 10.000 orang tewas, 20.000 orang luka-luka.”

Seismogram gempa yang mengguncang pada tanggal 8 November 1983 pukul 1. 49m. Belgia, Belanda dan Rhine-Westphalia Utara, tercatat oleh stasiun seismik Hamburg. Kurva atas menunjukkan osilasi vertikal, kurva bawah menunjukkan osilasi horizontal. Dua orang tewas akibat gempa tersebut.

Ahli geologi Jepang yang mempelajari dampak bencana ini terkejut saat mengetahui bahwa tidak ada pusat gempa yang jelas. Permukaannya terpotong oleh celah yang hampir lurus sepanjang sekitar 110 km, seolah-olah dipotong menjadi dua bagian oleh pisau raksasa, dan ujung-ujungnya digeser relatif satu sama lain. “Bumi,” lapor salah satu ahli geologi, “terpecah menjadi balok-balok besar dan terangkat. Tampak seperti jejak yang ditinggalkan oleh tahi lalat raksasa. Jalan-jalan terkoyak, celah beberapa meter menganga di atasnya; sebelumnya berdiri berdampingan dalam arah timur-barat, Mereka sekarang berada pada jarak yang cukup jauh, dan sepanjang poros utara-selatan gempa bumi menggerakkan salah satu dari mereka ke utara, yang lain ke selatan.”

Sulit dibayangkan, tapi sekitar satu juta gempa bumi terjadi di planet kita setiap tahunnya! Tentu saja, sebagian besar getarannya lemah. Gempa bumi dengan kekuatan destruktif jauh lebih jarang terjadi, rata-rata terjadi setiap dua minggu sekali. Untungnya, sebagian besar terjadi di dasar lautan dan tidak menimbulkan masalah bagi umat manusia, kecuali tsunami terjadi akibat perpindahan seismik.

Semua orang tahu tentang dampak bencana gempa bumi: aktivitas tektonik membangkitkan gunung berapi, gelombang pasang raksasa menghanyutkan seluruh kota ke laut, patahan dan tanah longsor menghancurkan bangunan, menyebabkan kebakaran dan banjir, serta merenggut ratusan dan ribuan nyawa manusia.

Oleh karena itu, orang-orang setiap saat berupaya mempelajari gempa bumi dan mencegah dampaknya. Jadi, Aristoteles pada abad ke-4. sebelum saya. e. diyakini bahwa pusaran atmosfer menembus ke dalam tanah, yang memiliki banyak rongga dan celah. Pusaran tersebut diperparah oleh api dan mencari jalan keluar sehingga menimbulkan gempa bumi dan letusan gunung berapi. Aristoteles juga mengamati pergerakan tanah selama gempa bumi dan mencoba mengklasifikasikannya, mengidentifikasi enam jenis pergerakan: atas dan bawah, dari sisi ke sisi, dll.

Upaya pertama yang diketahui untuk membuat alat untuk memprediksi gempa bumi dilakukan oleh filsuf dan astronom Tiongkok Zhang Heng. Di Tiongkok, bencana alam ini telah dan sangat sering terjadi, terlebih lagi, tiga dari empat gempa bumi terbesar dalam sejarah umat manusia terjadi di Tiongkok. Dan pada tahun 132, Zhang Heng menemukan sebuah alat, yang dia beri nama Houfeng “baling-baling cuaca gempa” dan yang dapat merekam getaran permukaan bumi dan arah rambatnya. Hoofeng menjadi seismograf pertama di dunia (dari bahasa Yunani seismos "osilasi" dan grapho "tulis") sebuah alat untuk mendeteksi dan merekam gelombang seismik.

Konsekuensi gempa San Francisco tahun 1906.

Sebenarnya, perangkat ini lebih mirip seismoskop (dari bahasa Yunani skopeo “Saya melihat”), karena pembacaannya tidak dicatat secara otomatis, tetapi oleh tangan pengamat.

Hoofeng terbuat dari tembaga berbentuk wadah arak dengan diameter 180 cm dan berdinding tipis. Di luar kapal ada delapan naga. Kepala naga menunjuk ke delapan arah: timur, selatan, barat, utara, timur laut, tenggara, barat laut, dan barat daya. Setiap naga memegang bola tembaga di mulutnya, dan di bawah kepalanya ada seekor katak dengan mulut terbuka. Diasumsikan pendulum dengan batang dipasang secara vertikal di dalam bejana, yang ditempelkan pada kepala naga. Ketika, akibat guncangan bawah tanah, pendulum mulai bergerak, sebuah batang yang dihubungkan ke kepala menghadap ke arah guncangan membuka mulut naga, dan bola meluncur keluar ke dalam mulut katak yang bersangkutan. Jika dua bola digulirkan, kekuatan gempa dapat diperkirakan. Jika perangkat berada di pusat gempa, maka semua bola akan menggelinding. Pengamat instrumen bisa langsung mencatat waktu dan arah gempa. Perangkat ini sangat sensitif: bahkan mendeteksi getaran lemah, yang pusat gempanya terletak 600 km jauhnya. Pada tahun 138, seismograf ini secara akurat menunjukkan gempa yang terjadi di wilayah Longxi.

Di Eropa, gempa bumi mulai dipelajari secara serius jauh kemudian. Pada tahun 1862, buku “Gempa Besar Neapolitan tahun 1857: Prinsip Dasar Pengamatan Seismologi” diterbitkan oleh insinyur Irlandia Robert Malet. Malet melakukan ekspedisi ke Italia dan membuat peta wilayah yang terkena dampak, membaginya menjadi empat zona. Zona yang diperkenalkan oleh Malet mewakili skala intensitas guncangan pertama yang agak primitif.

Namun seismologi sebagai ilmu mulai berkembang hanya dengan kemunculan luas dan pengenalan instrumen untuk merekam getaran tanah, yaitu dengan munculnya seismometri ilmiah.

Pada tahun 1855, Luigi Palmieri dari Italia menemukan seismograf yang mampu merekam gempa bumi jarak jauh. Ini beroperasi berdasarkan prinsip berikut: selama gempa bumi, merkuri tumpah dari volume bola ke dalam wadah khusus, tergantung pada arah getarannya. Indikator kontak dengan wadah menghentikan arloji, menunjukkan waktu yang tepat, dan memicu rekaman getaran tanah pada drum.

Pada tahun 1875, ilmuwan Italia lainnya, Filippo Sechi, merancang seismograf yang menyalakan jam pada saat guncangan pertama dan mencatat getaran pertama. Rekaman seismik pertama yang sampai kepada kita dibuat dengan menggunakan perangkat ini pada tahun 1887. Setelah itu, kemajuan pesat dimulai dalam bidang pembuatan instrumen untuk merekam getaran tanah. Pada tahun 1892, sekelompok ilmuwan Inggris yang bekerja di Jepang menciptakan perangkat pertama yang cukup mudah digunakan, seismograf John Milne. Sudah pada tahun 1900, jaringan 40 stasiun seismik di seluruh dunia yang dilengkapi dengan instrumen Milne telah beroperasi.

Seismograf terdiri dari pendulum dengan satu desain atau lainnya dan sistem untuk merekam getarannya. Berdasarkan cara pencatatan osilasi pendulum, seismograf dibedakan menjadi alat perekam langsung, transduser getaran mekanis, dan seismograf dengan umpan balik.

Seismograf perekam langsung menggunakan metode perekaman mekanis atau optik. Awalnya, dengan metode pencatatan mekanis, sebuah pena diletakkan di ujung pendulum, yang menggoreskan garis pada kertas berasap, yang kemudian ditutup dengan bahan pengikat. Namun pendulum seismograf dengan pencatatan mekanis sangat dipengaruhi oleh gesekan pena terhadap kertas. Untuk mengurangi pengaruh tersebut diperlukan massa pendulum yang sangat besar.

Dengan metode perekaman optik, sebuah cermin dipasang pada sumbu rotasi, yang disinari melalui lensa, dan sinar pantulan jatuh pada kertas foto yang dililitkan pada drum yang berputar.

Metode perekaman langsung masih digunakan pada zona seismik aktif yang pergerakan tanahnya cukup besar. Namun untuk mencatat gempa bumi lemah dan pada jarak yang jauh dari sumbernya, perlu dilakukan penguatan osilasi pendulum. Hal ini dilakukan oleh berbagai pengubah gerak mekanis menjadi arus listrik.

Diagram perambatan gelombang seismik dari sumber gempa, atau hiposenter (bawah) dan episenter (atas).

Transformasi getaran mekanis pertama kali diusulkan oleh ilmuwan Rusia Boris Borisovich Golitsyn pada tahun 1902. Itu adalah rekaman galvanometri berdasarkan metode elektrodinamik. Sebuah kumparan induksi yang diikatkan secara kaku pada pendulum ditempatkan pada medan magnet permanen. Ketika pendulum berosilasi, fluks magnet berubah, timbul gaya gerak listrik pada kumparan, dan arus dicatat oleh cermin galvanometer. Seberkas cahaya diarahkan ke cermin galvanometer, dan sinar yang dipantulkan, seperti halnya metode optik, jatuh pada kertas foto. Seismograf semacam itu mendapat pengakuan dunia selama beberapa dekade mendatang.

Baru-baru ini, apa yang disebut konverter parametrik telah tersebar luas. Pada konverter ini, gerakan mekanis (gerakan massa pendulum) menyebabkan perubahan beberapa parameter rangkaian listrik (misalnya hambatan listrik, kapasitansi, induktansi, fluks cahaya, dll).

B.Golitsyn.

Stasiun seismologi adit. Peralatan yang dipasang di sana mencatat getaran sekecil apa pun di dalam tanah.

Instalasi seluler untuk penelitian geofisika dan seismologi.

Mengubah parameter ini menyebabkan perubahan arus dalam rangkaian, dan dalam hal ini perpindahan pendulum (dan bukan kecepatannya) yang menentukan besarnya sinyal listrik. Dari berbagai konverter parametrik dalam seismometri, dua yang paling banyak digunakan adalah fotolistrik dan kapasitif. Yang paling populer adalah konverter Benioff kapasitif. Di antara kriteria pemilihan, yang utama adalah kesederhanaan perangkat, linearitas, tingkat kebisingan rendah, dan efisiensi energi.

Seismograf bisa peka terhadap getaran vertikal atau horizontal bumi. Untuk mengamati pergerakan tanah ke segala arah, biasanya digunakan tiga seismograf: satu dengan bandul vertikal dan dua dengan bandul horizontal dengan orientasi timur dan utara. Pendulum vertikal dan horizontal berbeda dalam desainnya, sehingga cukup sulit untuk mencapai identitas lengkap karakteristik frekuensinya.

Dengan munculnya komputer dan konverter analog-ke-digital, fungsi peralatan seismik telah meningkat secara dramatis. Sekarang dimungkinkan untuk merekam dan menganalisis sinyal secara real-time dari beberapa sensor seismik secara bersamaan dan memperhitungkan spektrum sinyal. Hal ini memberikan lompatan mendasar dalam kandungan informasi pengukuran seismik.

Seismograf digunakan terutama untuk mempelajari fenomena gempa itu sendiri. Dengan bantuan mereka, kekuatan gempa bumi dapat ditentukan secara instrumental, tempat kejadiannya, frekuensi kejadian di suatu tempat dan tempat utama terjadinya gempa bumi.

Peralatan stasiun seismologi di Selandia Baru.

Informasi dasar tentang struktur internal bumi juga diperoleh dari data seismik dengan menafsirkan medan gelombang seismik yang disebabkan oleh gempa bumi dan ledakan dahsyat serta diamati di permukaan bumi.

Dengan menggunakan rekaman gelombang seismik, studi tentang struktur kerak bumi juga dilakukan. Misalnya, penelitian pada tahun 1950-an menunjukkan bahwa ketebalan lapisan kerak bumi, serta kecepatan gelombang di dalamnya, bervariasi dari satu tempat ke tempat lain. Di Asia Tengah, ketebalan kerak bumi mencapai 50 km, dan di Jepang -15 km. Peta ketebalan kerak bumi telah dibuat.

Kita berharap teknologi baru dalam metode pengukuran inersia dan gravitasi akan segera muncul. Ada kemungkinan seismograf generasi baru akan mampu mendeteksi gelombang gravitasi di alam semesta.

Rekaman seismograf

Para ilmuwan di seluruh dunia sedang mengembangkan proyek untuk menciptakan sistem peringatan gempa satelit. Salah satu proyek tersebut adalah Interferometric-Synthetic Aperture Radar (InSAR). Radar ini, atau lebih tepatnya radar, melacak perpindahan lempeng tektonik di area tertentu, dan berkat data yang diterima, perpindahan halus pun dapat direkam. Para ilmuwan percaya bahwa berkat sensitivitas ini, dimungkinkan untuk menentukan secara lebih akurat area dengan tekanan tinggi dan zona berbahaya seismik.

Pertanyaan 1. Apa yang dimaksud dengan kerak bumi?

Kerak bumi adalah cangkang keras terluar (kerak) bumi, bagian atas litosfer.

Pertanyaan 2. Apa saja jenis kerak bumi?

Kerak benua. Terdiri dari beberapa lapisan. Bagian atasnya merupakan lapisan batuan sedimen. Ketebalan lapisan ini mencapai 10-15 km. Di bawahnya terdapat lapisan granit. Batuan penyusunnya memiliki sifat fisik yang mirip dengan granit. Ketebalan lapisan ini berkisar antara 5 hingga 15 km. Di bawah lapisan granit terdapat lapisan basal yang terdiri dari basal dan batuan yang sifat fisiknya menyerupai basal. Ketebalan lapisan ini berkisar antara 10 hingga 35 km.

Kerak samudera. Berbeda dengan kerak benua karena tidak mempunyai lapisan granit atau sangat tipis sehingga ketebalan kerak samudera hanya 6-15 km.

Pertanyaan 3. Apa perbedaan jenis kerak bumi satu sama lain?

Jenis-jenis kerak bumi berbeda satu sama lain dalam ketebalannya. Total ketebalan kerak benua mencapai 30-70 km. Ketebalan kerak samudera hanya 6-15 km.

Pertanyaan 4. Mengapa kita tidak memperhatikan sebagian besar pergerakan kerak bumi?

Pasalnya kerak bumi bergerak sangat lambat, dan hanya gesekan antar lempeng saja yang menyebabkan gempa bumi.

Pertanyaan 5. Kemana dan bagaimana cangkang padat bumi bergerak?

Setiap titik kerak bumi bergerak: naik atau turun, bergerak maju, mundur, kanan atau kiri relatif terhadap titik lainnya. Gerakan gabungan mereka mengarah pada fakta bahwa di suatu tempat kerak bumi naik perlahan, di suatu tempat ia jatuh.

Pertanyaan 6. Jenis pergerakan apa yang menjadi ciri kerak bumi?

Pergerakan kerak bumi yang lambat atau sekuler adalah pergerakan vertikal permukaan bumi dengan kecepatan hingga beberapa sentimeter per tahun, terkait dengan aksi proses yang terjadi di kedalamannya.

Gempa bumi berhubungan dengan pecahnya dan terganggunya keutuhan batuan di litosfer. Daerah asal gempa disebut sumber gempa, dan daerah yang terletak di permukaan bumi tepat di atas sumber disebut episentrum. Di pusat gempa, getaran kerak bumi sangat kuat.

Pertanyaan 7. Apa nama ilmu yang mempelajari pergerakan kerak bumi?

Ilmu yang mempelajari tentang gempa bumi disebut seismologi, dari kata “seismos” yang berarti getaran.

Pertanyaan 8. Apa itu seismograf?

Semua gempa bumi terekam dengan jelas oleh instrumen sensitif yang disebut seismograf. Seismograf bekerja berdasarkan prinsip pendulum: pendulum sensitif pasti akan bereaksi terhadap getaran apa pun, bahkan getaran terlemah di permukaan bumi. Pendulum akan berayun, dan gerakan ini akan mengaktifkan pena, meninggalkan bekas pada pita kertas. Semakin kuat gempa, semakin besar ayunan bandulnya dan semakin terlihat bekas pena di atas kertas.

Pertanyaan 9. Apa sumber gempa bumi?

Daerah asal gempa disebut sumber gempa, dan daerah yang terletak di permukaan bumi tepat di atas sumber disebut episentrum.

Pertanyaan 10. Dimanakah pusat gempa?

Daerah yang terletak di permukaan bumi tepat di atas sumbernya merupakan pusat gempa. Di pusat gempa, getaran kerak bumi sangat kuat.

Pertanyaan 11. Apa perbedaan jenis pergerakan kerak bumi?

Karena pergerakan sekuler kerak bumi terjadi sangat lambat dan tidak terlihat, dan pergerakan kerak bumi yang cepat (gempa bumi) terjadi dengan cepat dan mempunyai akibat yang merusak.

Pertanyaan 12. Bagaimana pergerakan sekuler kerak bumi dapat dideteksi?

Akibat pergerakan sekuler kerak bumi di permukaan bumi, kondisi daratan dapat tergantikan oleh kondisi laut – begitu pula sebaliknya. Misalnya, Anda dapat menemukan fosil cangkang moluska di Dataran Eropa Timur. Hal ini menunjukkan bahwa dulunya di sana terdapat laut, namun dasarnya meninggi dan kini menjadi dataran berbukit.

Pertanyaan 13. Mengapa gempa bumi terjadi?

Gempa bumi berhubungan dengan pecahnya dan terganggunya keutuhan batuan di litosfer. Sebagian besar gempa bumi terjadi di wilayah sabuk seismik, yang terbesar adalah Pasifik.

Pertanyaan 14. Apa prinsip pengoperasian seismograf?

Seismograf bekerja berdasarkan prinsip pendulum: pendulum sensitif pasti akan bereaksi terhadap getaran apa pun, bahkan getaran terlemah di permukaan bumi. Pendulum akan berayun, dan gerakan ini akan mengaktifkan pena, meninggalkan bekas pada pita kertas. Semakin kuat gempa, semakin besar ayunan bandulnya dan semakin terlihat bekas pena di atas kertas.

Pertanyaan 15. Prinsip apa yang digunakan untuk menentukan kekuatan gempa?

Kekuatan gempa diukur dalam poin. Untuk tujuan ini, skala kekuatan gempa 12 poin khusus telah dikembangkan. Kekuatan gempa ditentukan oleh akibat dari proses berbahaya tersebut, yaitu kehancuran.

Pertanyaan 16. Mengapa gunung berapi paling sering muncul di dasar lautan atau di tepiannya?

Munculnya gunung berapi dikaitkan dengan letusan material dari mantel ke permukaan bumi. Paling sering hal ini terjadi ketika kerak bumi tipis.

Pertanyaan 17. Dengan menggunakan peta atlas, tentukan di mana letusan gunung berapi lebih sering terjadi: di darat atau di dasar lautan?

Sebagian besar letusan terjadi di dasar dan tepi lautan di persimpangan lempeng litosfer. Misalnya di sepanjang pantai Pasifik.

Animasi

Keterangan

Seismograf (SF) digunakan untuk mendeteksi dan merekam semua jenis gelombang seismik. Prinsip operasi SF modern didasarkan pada sifat inersia. Setiap SF terdiri dari penerima seismik atau seismometer dan alat perekam (recording). Bagian utama SF adalah benda inersia - beban yang digantung pada pegas ke braket yang dipasang secara kaku ke benda (Gbr. 1).

Gambaran umum seismograf sederhana untuk merekam getaran vertikal

Beras. 1

Badan SF tertancap pada batuan padat dan oleh karena itu mulai bergerak saat terjadi gempa, dan karena sifat inersia, beban pendulum tertinggal dari pergerakan tanah. Untuk memperoleh rekaman getaran seismik (seismogram), digunakan drum perekam dengan pita kertas yang berputar dengan kecepatan konstan, dipasang pada badan SF, dan pena yang dihubungkan ke pendulum (lihat Gambar 1). Vektor pergerakan permukaan bumi ditentukan oleh komponen horizontal dan vertikal; Oleh karena itu, setiap sistem pengamatan seismik terdiri dari seismometer horizontal (untuk mencatat perpindahan sepanjang sumbu X, Y) dan vertikal (untuk mencatat perpindahan sepanjang sumbu Z).

Untuk seismometer, pendulum paling sering digunakan, yang pusat ayunannya relatif diam atau tertinggal dari pergerakan permukaan bumi yang berosilasi dan sumbu suspensi yang terkait dengannya. Derajat istirahat pusat osilasi geofon mencirikan operasinya dan ditentukan oleh rasio periode T p getaran tanah dengan periode T osilasi alami pendulum penerima seismik. Jika T p ¤ T kecil, maka pusat ayunan praktis tidak bergerak dan getaran tanah direproduksi tanpa distorsi. Ketika T p ¤ T mendekati 1, distorsi akibat resonansi mungkin terjadi. Pada nilai T p ¤ T yang besar, ketika pergerakan tanah sangat lambat, sifat inersia tidak muncul, pusat ayunan bergerak hampir sebagai satu kesatuan dengan tanah dan geophone berhenti merekam getaran tanah. Saat merekam osilasi dalam eksplorasi seismik, periode osilasi alami adalah beberapa ratus atau sepersepuluh detik. Saat merekam osilasi dari gempa bumi lokal, periodenya bisa ~ 1 detik, dan untuk gempa bumi yang terletak ribuan kilometer jauhnya, periodenya harus sekitar 10 detik.

Prinsip kerja SF dapat dijelaskan dengan persamaan berikut. Misalkan sebuah benda bermassa M digantung pada sebuah pegas, yang ujung lainnya dan timbangan diikatkan ke tanah. Ketika tanah bergerak ke atas sebesar Z sepanjang sumbu Z (gerakan transpor), massa M tertinggal karena inersia dan bergerak ke bawah sepanjang sumbu Z sebesar z (gerakan relatif), yang menghasilkan gaya tarik pada pegas - cz (c adalah kekakuan pegas). Gaya selama gerak ini harus diimbangi dengan gaya inersia gerak absolut:

M d 2 z¤ dt 2 = - cz,

dimana z = Z - z.

Ini memberi kita persamaan:

d 2 z ¤ dt 2 + cz ¤ M = d 2 Z ¤ dt 2 ,

solusinya menghubungkan perpindahan tanah sebenarnya Z dengan z yang diamati.

Karakteristik waktu

Waktu inisiasi (log ke -3 hingga -1);

Seumur hidup (log tc dari -1 hingga 3);

Waktu degradasi (log td dari -3 hingga -1);

Waktu pengembangan optimal (log tk dari -1 hingga 1).

Diagram:

Implementasi teknis dari efeknya

Seismometer horisontal tipe SKGD

Gambaran umum seismometer horizontal tipe SKGD ditunjukkan pada Gambar. 2.

Skema seismometer horizontal SKGD

Beras. 2

Sebutan:

2 - sistem magnetik;

3 - koil konverter;

4 - penjepit suspensi;

5 - pegas suspensi.

Perangkat ini terdiri dari pendulum 1 yang digantung pada penjepit 4 pada dudukan yang dipasang pada dasar perangkat. Berat total pendulum sekitar 2 kg; panjang yang diberikan sekitar 50cm. Pegas daun tegang. Pada suatu rangka yang dipasang pada pendulum terdapat kumparan induksi datar 3 yang mempunyai tiga lilitan kawat tembaga berisolasi. Salah satu belitan berfungsi untuk merekam pergerakan pendulum, dan dihubungkan dengan rangkaian galvanometer. Gulungan kedua digunakan untuk mengatur redaman seismometer, dan resistansi redaman dihubungkan padanya. Selain itu, ada belitan ketiga untuk menyuplai pulsa kontrol (sama untuk seismometer vertikal). Magnet permanen 2 dipasang ke dasar perangkat, di celah udara yang terdapat bagian tengah belitan. Sistem magnet dilengkapi dengan shunt magnet yang terdiri dari dua pelat besi lunak yang pergerakannya menyebabkan perubahan kekuatan medan magnet pada celah udara magnet dan akibatnya terjadi perubahan konstanta atenuasi.

Pada ujung pendulum terdapat anak panah datar, di bawahnya terdapat skala dengan pembagian milimeter dan lensa pembesar untuk melihat skala dan anak panah. Posisi anak panah dapat dibaca pada skala dengan ketelitian 0,1 mm. Basis pendulum dilengkapi dengan tiga set sekrup. Dua sisinya digunakan untuk mengatur pendulum ke posisi nol. Sekrup set depan digunakan untuk mengatur periode osilasi alami pendulum. Untuk melindungi pendulum dari berbagai gangguan, perangkat ditempatkan dalam wadah logam pelindung.

Menerapkan efek

SF, yang digunakan untuk merekam getaran tanah selama gempa bumi atau ledakan, merupakan bagian dari stasiun seismik permanen dan bergerak. Keberadaan jaringan stasiun seismik global memungkinkan untuk secara akurat menentukan parameter dari hampir semua gempa bumi yang terjadi di berbagai wilayah di dunia, serta mempelajari struktur internal bumi berdasarkan karakteristik perambatan gelombang seismik. dari berbagai jenis. Parameter utama suatu gempa bumi terutama meliputi: koordinat pusat gempa, kedalaman fokus, intensitas, magnitudo (karakteristik energi). Secara khusus, untuk menghitung koordinat suatu kejadian seismik, diperlukan data waktu tiba gelombang seismik pada minimal tiga stasiun seismik yang terletak pada jarak yang cukup satu sama lain.