Seismogrāfs

Seismogrāfs

Seismogrāfs- speciāla mērierīce, ko izmanto visu veidu seismisko viļņu noteikšanai un reģistrēšanai. Vairumā gadījumu seismogrāfam ir slodze ar atsperes stiprinājumu, kas zemestrīces laikā paliek nekustīga, bet pārējais instruments (korpuss, balsts) pārvietojas un nobīdās attiecībā pret slodzi. Daži seismogrāfi ir jutīgi pret horizontālām kustībām, citi pret vertikālām. Viļņus fiksē ar vibrējošu pildspalvu uz kustīgas papīra lentes. Ir arī elektroniskie seismogrāfi (bez papīra lentes).

Vēl nesen mehāniskās vai elektromehāniskās ierīces galvenokārt tika izmantotas kā jutīgi seismogrāfu elementi. Ir gluži dabiski, ka šādu precīzās mehānikas elementus saturošu instrumentu izmaksas ir tik augstas, ka parastam pētniekam tie praktiski nav pieejami, un mehāniskās sistēmas sarežģītība un attiecīgi tās izpildes kvalitātes prasības faktiski nozīmē, ka šādus instrumentus nav iespējams ražot rūpnieciskā mērogā.

Mikroelektronikas un kvantu optikas straujā attīstība tagad ir novedusi pie nopietnu konkurentu rašanās tradicionālajiem mehāniskajiem seismogrāfiem spektra vidējās un augstfrekvences reģionā. Tomēr šādām ierīcēm, kuru pamatā ir mikroapstrādes tehnoloģija, šķiedru optika vai lāzerfizika, infra-zemas frekvences reģionā (līdz vairākiem desmitiem Hz) ir ļoti neapmierinoši parametri, kas ir problēma seismoloģijā (jo īpaši teleseismisko tīklu organizēšanā). .

Pastāv arī principiāli atšķirīga pieeja seismogrāfa mehāniskās sistēmas uzbūvei - cietas inerces masas aizstāšana ar šķidru elektrolītu. Šādās ierīcēs ārējs seismiskais signāls inducē darba šķidruma plūsmu, kas, savukārt, tiek pārveidota par elektrisko strāvu, izmantojot elektrodu sistēmu. Šāda veida sensoros elementus sauc par molekulāri elektroniskiem. Seismogrāfu ar šķidro inerciālo masu priekšrocības ir zemas izmaksas, ilgs kalpošanas laiks (apmēram 15 gadi) un precīzās mehānikas elementu trūkums, kas ievērojami vienkāršo to ražošanu un darbību.

Datorizētas seismiskās sistēmas

Līdz ar datoru un analogo-digitālo pārveidotāju parādīšanos seismisko iekārtu funkcionalitāte ir dramatiski palielinājusies. Kļuva iespēja reāllaikā vienlaicīgi ierakstīt un analizēt signālus no vairākiem seismiskiem sensoriem, ņemot vērā signālu spektrus. Tas nodrošināja fundamentālu lēcienu seismisko mērījumu informācijas saturā.

Seismogrāfu piemēri

• Molekulārais elektronu seismogrāfs. .
• Autonoms grunts seismogrāfs. . Arhivēts no oriģināla, laiks: 2012. gada 3. decembris.

Wikimedia fonds. 2010 .

Skatiet, kas ir "seismogrāfs" citās vārdnīcās:

Seismogrāfs… Pareizrakstības vārdnīca

- (grieķu valodā, no seismosa vibrācijas, satricinājuma, un es rakstu grafo). Aparāti zemestrīču novērošanai. Krievu valodā iekļauto svešvārdu vārdnīca. Chudinov A.N., 1910. SEISMOGRĀFS Grieķu valoda, no seismosa, trieciena un grafo, es rakstu. Aparāts priekš...... Krievu valodas svešvārdu vārdnīca

Sinh. seismiskais termins. Ģeoloģiskā vārdnīca: 2 sējumos. M.: Nedra. Rediģēja K. N. Paffengolts u.c., 1978... Ģeoloģiskā enciklopēdija

Ģeofons, seismiskais uztvērējs Krievu sinonīmu vārdnīca. seismogrāfa lietvārds, sinonīmu skaits: 2 ģeofons (1) … Sinonīmu vārdnīca

- (no seismiskā ... un ... grafika) ierīce zemes virsmas vibrāciju reģistrēšanai zemestrīču vai sprādzienu laikā. Seismogrāfa svārsta un ierakstīšanas ierīces galvenās daļas ... Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

- (seismometrs), ierīce SEISMISKO VIĻŅU mērīšanai un reģistrēšanai, ko izraisa kustība (ZEMESTrīce vai sprādziens) zemes garozā. Vibrācijas tiek ierakstītas, izmantojot rakstīšanas elementu uz rotējošas cilindra. Daži seismogrāfi spēj uzņemt ...... Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca

SEISMOGRĀFS, seismogrāfs, vīrs. (no grieķu valodas seismos shaking un grapho es rakstu) (ģeol.). Ierīce zemes virsmas vibrāciju automātiskai reģistrēšanai. Ušakova skaidrojošā vārdnīca. D.N. Ušakovs. 1935 1940 ... Ušakova skaidrojošā vārdnīca

SEISMOGRĀFS, a, vīrs. Ierīce zemes virsmas vibrāciju reģistrēšanai zemestrīču vai sprādzienu laikā. Ožegova skaidrojošā vārdnīca. S.I. Ožegovs, N. Ju. Švedova. 1949 1992 ... Ožegova skaidrojošā vārdnīca

Seismogrāfs- - ierīce, kas paredzēta seismisko viļņu radīto zemes virsmas vibrāciju reģistrēšanai. Tas sastāv no svārsta, piemēram, tērauda atsvara, kas ir piekārts uz atsperes vai tievas stieples no statīva, kas stingri nostiprināts zemē. ... ... Naftas un gāzes mikroenciklopēdija

seismogrāfs- Ierīce augsnes mehānisko vibrāciju pārveidošanai elektriskajā un sekojošai ierakstīšanai uz gaismjutīga papīra. [Ģeoloģisko terminu un jēdzienu vārdnīca. Tomskas Valsts universitāte] Tēmas ģeoloģija, ģeofizika Vispārinot ... ... Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata

Grāmatas

• Spēļu pasaules: no homo ludens līdz spēlētājai Tendrjakovai Marijai Vladimirovnai. Autors atsaucas uz visplašāko spēļu klāstu: no arhaiskām spēlēm, zīlēšanas spēlēm un sacensībām līdz jaunizveidotām datorspēlēm. Caur spēles prizmu un pārvērtībām, kas notiek ar spēlēm - mode priekš ...

Seismogrāfs sastāv no svārsta, piemēram, tērauda atsvara, kas ir piekārts uz atsperes vai tievas stieples no statīva, kas stingri nostiprināts zemē. Svārsts ir savienots ar pildspalvu, kas zīmē nepārtrauktu līniju uz papīra sloksnes. Ar straujām augsnes vibrācijām papīrs kratās līdzi, bet svārsts ar pildspalvu paliek nekustīgs pēc inerces. Uz papīra parādās viļņota līnija, kas atspoguļo augsnes vibrācijas. Līkni uz papīra lentes, kas uzstādīta uz lēni rotējoša cilindra zem pildspalvas, kas zīmē līniju, sauc par seismogrammu.

Seismogrāfa darbība balstās uz principu, ka zemestrīču laikā brīvi piekārtie svārsti paliek gandrīz nekustīgi. Augšējais seismogrāfs uztver horizontālo, bet apakšējais seismogrāfs uztver vertikālās zemes vibrācijas.

Trīs apmēram 20 cm augstas sarkanas bungas ir seismogrāfu uztvērēji modernā seismiskajā stacijā. Stāvbungas uztver augsnes vertikālās svārstības, uz vienas no guļošām bungām tiek atzīmētas svārstības ziemeļu-dienvidu virzienā, otrā austrumu-rietumu virzienā. Blakus stāvošā ierīce reģistrē vislēnākās pazemes nobīdes, kuras nav pakļautas pārējiem trim uztvērējiem. Visu četru instrumentu rādījumi tiek pārsūtīti uz sarežģītām elektroniskām ierīcēm seismogrammu ierakstīšanai.

1891. gadā viena no spēcīgākajām zemestrīcēm, kas jebkad pieredzēta Japānā, izpostīja plašas teritorijas uz rietumiem no Tokijas. Kāds aculiecinieks iznīcināšanu raksturoja šādi: "Virspusē izveidojās dziļas nepilnības; sabruka dambji, kas pasargāja zemienes no plūdiem, gandrīz visas mājas tika nopostītas, kalnu nogāzes ieslīdēja bezdibenī. 10 000 cilvēku gāja bojā, 20 000 tika ievainoti."

Zemestrīces seismogramma, kas satricināja 1983. gada 8. novembrī pulksten 1. 49 m. Beļģija, Nīderlande un Ziemeļreina-Vestfālene, reģistrēta Hamburgas seismiskā stacija. Augšējā līkne parāda vertikālās vibrācijas, apakšējā līkne - horizontālās vibrācijas. Zemestrīcē gāja bojā divi cilvēki.

Japāņu ģeologi, kas pētīja šīs katastrofas sekas, bija pārsteigti, atklājot, ka nav skaidri noteikta epicentra. Virsmu iegrieza gandrīz taisna aptuveni 110 km gara plaisa, kas it kā ar milzu nazi būtu sagriezta divās daļās, un griezuma malas bija nobīdītas viena pret otru. "Zeme," ziņoja viens no ģeologiem, "ir saplēsta milzīgos blokos un pacelta. Tā izskatās kā milzu kurmja atstāta pēda. Ielas un ceļi ir saplēsti, uz tiem paveras vairāku metru spraugas; divi koki, kas iepriekš stāvēja blakus austrumu-rietumu virzienā, tagad atradās diezgan tālu un gar ziemeļu-dienvidu asi. Zemestrīce vienu no tām pārcēla uz ziemeļiem, otru uz dienvidiem."

Grūti iedomāties, bet katru gadu uz mūsu planētas notiek aptuveni miljons zemestrīču! Protams, tie galvenokārt ir vāji trīce. Iznīcinoša spēka zemestrīces notiek daudz retāk, vidēji reizi divās nedēļās. Par laimi, lielākā daļa no tiem notiek okeānu dzelmē un nerada nekādas problēmas cilvēcei, ja vien cunami nenotiek seismisko pārvietošanās rezultātā.

Ikviens zina par zemestrīču katastrofālajām sekām: tektoniskā darbība pamodina vulkānus, milzu paisuma viļņi ieskalo veselas pilsētas okeānā, lūzumi un zemes nogruvumi iznīcina ēkas, izraisa ugunsgrēkus un plūdus un prasa simtiem un tūkstošiem cilvēku dzīvību.

Tāpēc cilvēki vienmēr centās izpētīt zemestrīces un novērst to sekas. Tātad, Aristotelis IV gadsimtā. uz i. e. uzskatīja, ka atmosfēras virpuļi iekļūst zemē, kurā ir daudz tukšumu un plaisu. Viesuļus pastiprina uguns un tie meklē izeju, izraisot zemestrīces un vulkānu izvirdumus. Aristotelis arī novēroja augsnes kustības zemestrīču laikā un mēģināja tās klasificēt, identificējot sešus kustību veidus: uz augšu un uz leju, no vienas puses uz otru utt.

Pirmais zināmais mēģinājums paredzēt zemestrīci bija ķīniešu filozofs un astronoms Džans Hens. Ķīnā šīs dabas katastrofas ir notikušas un notiek ārkārtīgi bieži, turklāt trīs no četrām lielākajām zemestrīcēm cilvēces vēsturē notikušas Ķīnā. Un 132. gadā Džans Hens izgudroja ierīci, kurai viņš deva nosaukumu Houfeng "zemestrīces vējrādītājs" un kas varēja reģistrēt zemes virsmas vibrācijas un to izplatīšanās virzienu. Houfeng kļuva par pasaulē pirmo seismogrāfu (no grieķu valodas seismos "fluctuation" un grapho "es rakstu") ierīci seismisko viļņu noteikšanai un reģistrēšanai.

1906. gada Sanfrancisko zemestrīces sekas

Stingri sakot, ierīce vairāk atgādināja seismoskopu (no grieķu skopeo "es skatos"), jo tā rādījumi tika reģistrēti nevis automātiski, bet gan ar novērotāja roku.

Houfeng tika izgatavots no vara vīna trauka formā ar diametru 180 cm un plānām sienām. Ārpus kuģa atradās astoņi pūķi. Pūķu galvas bija vērstas astoņos virzienos: austrumos, dienvidos, rietumos, ziemeļos, ziemeļaustrumos, dienvidaustrumos, ziemeļrietumos un dienvidrietumos. Katrs pūķis turēja mutē vara bumbiņu, un zem tā galvas sēdēja krupis ar vaļēju muti. Tiek pieņemts, ka trauka iekšpusē vertikāli tika uzstādīts svārsts ar stieņiem, kas tika piestiprināti pie pūķu galvām. Kad zemestrīces rezultātā svārsts tika iedarbināts, stienis, kas savienots ar triecienu vērsto galvu, atvēra pūķa muti, un bumba no tās izripoja attiecīgā krupja mutē. Ja izripotu divas bumbiņas, varētu pieņemt zemestrīces spēku. Ja ierīce atradās epicentrā, tad visas bumbiņas izripoja. Instrumentu novērotāji varēja nekavējoties reģistrēt zemestrīces laiku un virzienu. Ierīce bija ļoti jutīga: tā tvēra pat vājas trīsas, kuru epicentrs atradās 600 km attālumā no tās. 138. gadā šis seismogrāfs precīzi norādīja uz zemestrīci, kas notika Lunxi reģionā.

Eiropā zemestrīces sāka nopietni pētīt daudz vēlāk. 1862. gadā tika izdota īru inženiera Roberta Maleta grāmata "The Great Neapolitan Earthquake of 1857: Basic Principles of Seismological Observations". Malets veica ekspedīciju uz Itāliju un izveidoja skartās teritorijas karti, sadalot to četrās zonās. Maleta ieviestās zonas pārstāv pirmo, diezgan primitīvo kratīšanas intensitātes skalu.

Bet seismoloģija kā zinātne sāka attīstīties tikai ar plašu augsnes vibrāciju reģistrēšanas instrumentu parādīšanos un ieviešanu praksē, tas ir, ar zinātniskās seismometrijas parādīšanos.

1855. gadā itālis Luidži Palmieri izgudroja seismogrāfu, kas spēj reģistrēt attālas zemestrīces. Viņš rīkojās pēc šāda principa: zemestrīces laikā dzīvsudrabs no sfēriska tilpuma izlija īpašā traukā, atkarībā no vibrāciju virziena. Konteinera kontakta indikators apturēja pulksteni, norādot precīzu laiku, un sāka reģistrēt zemes vibrācijas uz cilindra.

1875. gadā cits itāļu zinātnieks Filipo Seči izstrādāja seismogrāfu, kas pirmā trieciena brīdī ieslēdza pulksteni un fiksēja pirmo svārstību. Pirmie seismiskie ieraksti, kas mums ir nonākuši, tika veikti, izmantojot šo ierīci 1887. gadā. Pēc tam sākās straujš progress augsnes vibrāciju reģistrēšanas instrumentu radīšanas jomā. 1892. gadā Japānā strādājošu angļu zinātnieku grupa izveidoja pirmo diezgan viegli lietojamo instrumentu Džona Milna seismogrāfu. Jau 1900. gadā visā pasaulē darbojās 40 seismisko staciju tīkls, kas aprīkots ar Milna instrumentiem.

Seismogrāfs sastāv no vienas vai otras konstrukcijas svārsta un sistēmas tā svārstību reģistrēšanai. Pēc svārsta svārstību reģistrācijas metodes seismogrāfus var iedalīt ierīcēs ar tiešu reģistrāciju, mehānisko vibrāciju devējos un seismogrāfos ar atgriezenisko saiti.

Tiešās ierakstīšanas seismogrāfi izmanto mehānisku vai optisku ierakstīšanas metodi. Sākotnēji ar mehānisku ierakstīšanas metodi svārsta galā tika novietota pildspalva, kas noskrāpēja līniju uz kūpināta papīra, kas pēc tam tika pārklāta ar fiksējošu savienojumu. Bet seismogrāfa ar mehānisko reģistrāciju svārstu spēcīgi ietekmē pildspalvas berze pret papīru. Lai samazinātu šo ietekmi, ir nepieciešama ļoti liela svārsta masa.

Ar optisko ierakstīšanas metodi uz rotācijas ass tika fiksēts spogulis, kas tika apgaismots caur objektīvu, un atstarotais stars nokrita uz fotopapīra, kas uztīts uz rotējošas cilindra.

Tiešā ieraksta metode joprojām tiek izmantota seismiski aktīvajās zonās, kur augsnes kustības ir diezgan lielas. Bet, lai reģistrētu vājas zemestrīces un lielos attālumos no avotiem, ir jāpastiprina svārsta svārstības. To veic dažādi mehānisko pārvietojumu pārveidotāji elektriskā strāvā.

Seismisko viļņu izplatīšanās diagramma no zemestrīces avota jeb hipocentra (apakšā) un epicentra (augšā).

Mehānisko vibrāciju transformāciju pirmo reizi ierosināja krievu zinātnieks Boriss Borisovičs Goļicins 1902. gadā. Tā bija galvanometriskā reģistrācija, kuras pamatā bija elektrodinamiskā metode. Pastāvīgā magnēta laukā tika ievietota indukcijas spole, kas stingri piestiprināta pie svārsta. Kad svārsts svārstījās, mainījās magnētiskā plūsma, spolē radās elektromotora spēks, un strāvu fiksēja ar spoguļgalvanometru. Gaismas stars tika novirzīts uz galvanometra spoguli, un atstarotais stars, tāpat kā optiskajā metodē, nokrita uz fotopapīra. Šādi seismogrāfi ieguva pasaules atzinību vēl daudzus gadu desmitus.

Nesen tā sauktie parametriskie pārveidotāji ir kļuvuši plaši izplatīti. Šajos devējos mehāniskā kustība (svārsta masas kustība) izraisa izmaiņas kādā elektriskās ķēdes parametrā (piemēram, elektriskā pretestība, kapacitāte, induktivitāte, gaismas plūsma utt.).

B. Goļicins.

Seismoloģiskās stacijas ad. Tur uzstādītās iekārtas fiksē pat mazākās augsnes vibrācijas.

Mobilā instalācija ģeofizikāliem un seismoloģiskiem pētījumiem.

Šī parametra izmaiņas noved pie strāvas izmaiņām ķēdē, un šajā gadījumā elektriskā signāla lielumu nosaka svārsta pārvietošanās (nevis tā ātrums). No dažādiem parametriskajiem devējiem seismometrijā divi galvenokārt tiek izmantoti fotoelektriskie un kapacitatīvie. Vispopulārākais ir Benioff kapacitatīvs devējs. Starp atlases kritērijiem galvenie izrādījās ierīces vienkāršība, linearitāte, zems iekšējā trokšņa līmenis, energoapgādes efektivitāte.

Seismogrāfi ir jutīgi pret zemes vertikālām vai horizontālām vibrācijām. Lai novērotu augsnes kustību visos virzienos, parasti izmanto trīs seismogrāfus: vienu ar vertikālu svārstu un divus ar horizontāliem, kas orientēti uz austrumiem un ziemeļiem. Vertikālie un horizontālie svārsti atšķiras pēc to konstrukcijas, tāpēc ir diezgan grūti panākt pilnīgu to frekvences raksturlielumu identitāti.

Līdz ar datoru un analogo-digitālo pārveidotāju parādīšanos seismisko iekārtu funkcionalitāte ir dramatiski palielinājusies. Kļuva iespēja reāllaikā vienlaicīgi ierakstīt un analizēt signālus no vairākiem seismiskiem sensoriem, ņemot vērā signālu spektrus. Tas nodrošināja fundamentālu lēcienu seismisko mērījumu informācijas saturā.

Seismogrāfus galvenokārt izmanto, lai pētītu pašu zemestrīces fenomenu. Ar to palīdzību iespējams instrumentālā veidā noteikt zemestrīces stiprumu, rašanās vietu, sastopamības biežumu noteiktā vietā un dominējošās zemestrīču rašanās vietas.

Seismoloģiskās stacijas aprīkojums Jaunzēlandē.

Pamatinformāciju par Zemes iekšējo uzbūvi iegūst arī no seismiskiem datiem, interpretējot zemestrīču un spēcīgu sprādzienu radītos seismiskos viļņus, kas novēroti uz Zemes virsmas.

Ar seismisko viļņu fiksēšanas palīdzību tiek veikti arī zemes garozas uzbūves pētījumi. Piemēram, 1950. gados veiktie pētījumi liecina, ka garozas slāņu biezums, kā arī viļņu ātrums tajos dažādās vietās ir atšķirīgs. Vidusāzijā garozas biezums sasniedz 50 km, bet Japānā - 15 km. Ir izveidota zemes garozas biezuma karte.

Var sagaidīt, ka drīzumā parādīsies jaunas tehnoloģijas inerciālo un gravitācijas mērījumu metodēs. Iespējams, ka tieši jaunās paaudzes seismogrāfi spēs uztvert gravitācijas viļņus Visumā.

Seismogrāfa ierakstīšana

Zinātnieki visā pasaulē izstrādā projektus, lai izveidotu satelītu zemestrīču brīdināšanas sistēmas. Viens no šādiem projektiem ir interferometriskās-sintētiskās apertūras radars (InSAR). Šis radars, pareizāk sakot, radari uzrauga tektonisko plākšņu pārvietošanos noteiktā apgabalā, un, pateicoties to saņemtajiem datiem, var fiksēt pat smalkas nobīdes. Zinātnieki uzskata, ka šīs jutības dēļ iespējams precīzāk noteikt augstsprieguma seismiski bīstamo zonu zonas.

1. jautājums. Kas ir zemes garoza?

Zemes garoza ir Zemes ārējais cietais apvalks (garoza), litosfēras augšējā daļa.

2. jautājums. Kādi ir zemes garozas veidi?

Kontinentālā garoza. Tas sastāv no vairākiem slāņiem. Augšējais ir nogulumiežu slānis. Šī slāņa biezums ir līdz 10-15 km. Zem tā atrodas granīta slānis. Ieži, kas to veido, pēc savām fizikālajām īpašībām ir līdzīgi granītam. Šī slāņa biezums ir no 5 līdz 15 km. Zem granīta slāņa atrodas bazalta slānis, kas sastāv no bazalta un akmeņiem, kuru fizikālās īpašības atgādina bazaltu. Šī slāņa biezums ir no 10 līdz 35 km.

Okeāna garoza. No kontinentālās garozas tā atšķiras ar to, ka tai nav granīta slāņa vai tā ir ļoti plāna, tāpēc okeāna garozas biezums ir tikai 6-15 km.

3. jautājums. Kā zemes garozas veidi atšķiras viens no otra?

Zemes garozas veidi atšķiras viens no otra biezumā. Kontinentālās garozas kopējais biezums sasniedz 30-70 km. Okeāna zemes garozas biezums ir tikai 6-15 km.

4. jautājums. Kāpēc mēs nepamanām lielāko daļu zemes garozas kustību?

Jo zemes garoza kustas ļoti lēni, un tikai ar berzi starp plāksnēm notiek zemestrīces.

5. jautājums. Kur un kā pārvietojas cietais Zemes apvalks?

Katrs zemes garozas punkts kustas: paceļas uz augšu vai nokrīt uz leju, nobīdās uz priekšu, atpakaļ, pa labi vai pa kreisi attiecībā pret citiem punktiem. Viņu kopīgās kustības noved pie tā, ka kaut kur zemes garoza lēnām ceļas, kaut kur nogrimst.

6. jautājums. Kādi kustības veidi ir raksturīgi zemes garozai?

Lēnas jeb sekulāras zemes garozas kustības ir zemes virsmas vertikālas kustības ar ātrumu līdz vairākiem centimetriem gadā, kas saistītas ar tās dzīlēs notiekošo procesu darbību.

Zemestrīces ir saistītas ar iežu plīsumiem un integritātes pārkāpumiem litosfērā. Apgabalu, kurā notiek zemestrīce, sauc par zemestrīces fokusu, un apgabalu, kas atrodas uz Zemes virsmas tieši virs fokusa, sauc par epicentru. Epicentrā zemes garozas vibrācijas ir īpaši spēcīgas.

7. jautājums. Kā sauc zinātni, kas pēta zemes garozas kustības?

Zinātni, kas pēta zemestrīces, sauc par seismoloģiju, no vārda "seismos" — vibrācijas.

8. jautājums. Kas ir seismogrāfs?

Visas zemestrīces skaidri reģistrē ar jutīgiem instrumentiem, ko sauc par seismogrāfiem. Seismogrāfs darbojas pēc svārsta principa: jūtīgs svārsts noteikti reaģēs uz jebkādām, pat vājākajām zemes virsmas svārstībām. Svārsts šūpojas, un šī kustība iekustinās pildspalvu, atstājot zīmi uz papīra lentes. Jo spēcīgāka ir zemestrīce, jo lielāks ir svārsta svārstības un jo pamanāmāka ir pildspalvas pēda uz papīra.

9. jautājums. Kāds ir zemestrīces fokuss?

Apgabalu, kurā notiek zemestrīce, sauc par zemestrīces fokusu, un apgabalu, kas atrodas uz Zemes virsmas tieši virs fokusa, sauc par epicentru.

10. jautājums. Kur atrodas zemestrīces epicentrs?

Apgabals, kas atrodas uz Zemes virsmas tieši virs fokusa, ir epicentrs. Epicentrā zemes garozas vibrācijas ir īpaši spēcīgas.

11. jautājums. Kāda ir atšķirība starp zemes garozas kustības veidiem?

Tas, ka zemes garozas laicīgās kustības notiek ļoti lēni un nemanāmi, savukārt ātras garozas kustības (zemestrīces) ir ātras un ar postošām sekām.

12. jautājums. Kā var noteikt zemes garozas laicīgās kustības?

Zemes garozas laicīgo kustību rezultātā uz Zemes virsmas sauszemes apstākļus var aizstāt ar jūras apstākļiem – un otrādi. Tā, piemēram, Austrumeiropas līdzenumā var atrast pārakmeņojušās gliemju čaulas. Tas liek domāt, ka kādreiz tur bijusi jūra, bet dibens cēlies un tagad ir paugurains līdzenums.

13. jautājums. Kāpēc notiek zemestrīces?

Zemestrīces ir saistītas ar iežu plīsumiem un integritātes pārkāpumiem litosfērā. Lielākā daļa zemestrīču notiek seismisko joslu zonās, no kurām lielākā ir Klusā okeāna reģionā.

14. jautājums. Kāds ir seismogrāfa darbības princips?

Seismogrāfs darbojas pēc svārsta principa: jūtīgs svārsts noteikti reaģēs uz jebkādām, pat vājākajām zemes virsmas svārstībām. Svārsts šūpojas, un šī kustība iekustinās pildspalvu, atstājot zīmi uz papīra lentes. Jo spēcīgāka ir zemestrīce, jo lielāks ir svārsta svārstības un jo pamanāmāka ir pildspalvas pēda uz papīra.

15. jautājums. Kāds princips ir pamatā zemestrīces stipruma noteikšanai?

Zemestrīču stiprumu mēra punktos. Šim nolūkam ir izstrādāta īpaša 12 ballu zemestrīces stipruma skala. Zemestrīces spēku nosaka šī bīstamā procesa sekas, tas ir, iznīcināšana.

16. jautājums. Kāpēc vulkāni visbiežāk rodas okeānu dzelmē vai to krastos?

Vulkānu rašanās ir saistīta ar vielas izrāvienu uz Zemes virsmas no mantijas. Visbiežāk tas notiek vietās, kur zemes garozai ir mazs biezums.

17. jautājums. Izmantojot atlanta kartes, nosakiet, kur vulkāna izvirdumi notiek biežāk: uz sauszemes vai okeāna dzelmē?

Lielākā daļa izvirdumu notiek okeānu dibenā un krastos litosfēras plākšņu krustpunktā. Piemēram, gar Klusā okeāna piekrasti.

Animācija

Apraksts

Seismogrāfus (SF) izmanto, lai noteiktu un reģistrētu visu veidu seismiskos viļņus. Mūsdienu SF darbības princips ir balstīts uz inerces īpašību. Jebkurš SF sastāv no seismiskā uztvērēja vai seismometra un ierakstīšanas (reģistrēšanas) ierīces. SF galvenā daļa ir inerciāls ķermenis - slodze, kas piekārta uz atsperes no kronšteina, kas ir stingri piestiprināta pie korpusa (1. att.).

Vispārīgs skats uz vienkāršāko seismogrāfu vertikālo svārstību reģistrēšanai

Rīsi. 1

SF ķermenis ir nostiprināts cietā klintī un tāpēc sāk kustēties zemestrīces laikā, un inerces īpašību dēļ svārsts atpaliek no augsnes kustības. Seismisko vibrāciju (seismogrammu) ieraksta iegūšanai tiek izmantots reģistratora cilindrs ar nemainīgā ātrumā rotējošu papīra lenti, kas piestiprināts pie SF korpusa, un pildspalva, kas savienota ar svārstu (sk. 1. att.). Zemes virsmas nobīdes vektoru nosaka horizontālā un vertikālā komponente; Attiecīgi jebkura seismisko novērojumu sistēma sastāv no horizontālajiem (noviržu reģistrēšanai pa X, Y asīm) un vertikālajiem (noviržu reģistrēšanai pa Z asi) seismometriem.

Seismometriem visbiežāk izmanto svārstus, kuru šūpošanās centrs saglabājas samērā mierīgs vai atpaliek no svārstīgās zemes virsmas kustības un ar to saistītās piekares ass. Ģeofona šūpošanās centra atpūtas pakāpe raksturo tā darbību, un to nosaka augsnes svārstību perioda T p attiecība pret ģeofona svārsta dabisko svārstību periodu T. Ja T p ¤ T ir mazs, tad svārstību centrs praktiski ir nekustīgs un augsnes svārstības tiek atveidotas bez kropļojumiem. Pie T p ¤ T tuvu 1 ir iespējami traucējumi rezonanses dēļ. Pie lielām T p ¤ T vērtībām, kad augsnes kustības ir ļoti lēnas, inerces īpašības neparādās, svārstību centrs pārvietojas gandrīz kā vesels kopā ar augsni, un seismiskais uztvērējs pārstāj reģistrēt augsnes vibrācijas. Reģistrējot svārstības seismiskajā izpētē, dabisko svārstību periods ir vairākas sekundes simtdaļas vai desmitdaļas. Reģistrējot vibrācijas no vietējām zemestrīcēm, periods var būt ~ 1 sek, un zemestrīcēm, kas atrodas tūkstoš km attālumā, tam vajadzētu būt apmēram 10 sek.

SF darbības principu var izskaidrot ar sekojošiem vienādojumiem: uz atsperes piekarināms ķermenis ar masu M, kura otrs gals un svari ir piestiprināti pie augsnes. Kad augsne virzās uz augšu par Z vērtību pa Z asi (translācijas kustība), masa M atpaliek inerces dēļ un nobīdās uz leju pa Z asi par z vērtību (relatīvā kustība), kas atsperē rada stiepes spēku - cz (c - atsperes stīvums). Šim spēkam kustības laikā jābūt līdzsvarotam ar absolūtās kustības inerces spēku:

M d 2 z¤ dt 2 = - cz,

kur z = Z - z.

No tā izriet vienādojums:

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

kura risinājums saista patieso augsnes pārvietojumu Z ar novēroto z.

Laiks

Uzsākšanas laiks (log no -3 līdz -1);

Kalpošanas laiks (log tc no -1 līdz 3);

Degradācijas laiks (log td -3 līdz -1);

Optimālais izstrādes laiks (log tk no -1 līdz 1).

Diagramma:

Efekta tehniskās realizācijas

Horizontālais seismometrs tipa SKGD

SKGD tipa horizontālā seismometra vispārīgs skats parādīts attēlā. 2.

Horizontālā seismometra SKGD shēma

Rīsi. 2

Apzīmējumi:

2 - magnētiskā sistēma;

3 - pārveidotāja spole;

4 - piekares skava;

5 - piekares atspere.

Ierīce sastāv no svārsta 1, kas piekārts uz skavas 4 uz statīva, kas piestiprināts pie ierīces pamatnes. Kopējais svārsta svars ir aptuveni 2 kg; norādītais garums ir aptuveni 50 cm. Lapu atspere ir nospriegota. Uz svārsta piestiprinātā rāmī ir plakana indukcijas spole 3 ar trim izolētas vara stieples tinumiem. Viens tinums kalpo, lai reģistrētu svārsta kustību, un tam ir pievienota galvanometra ķēde. Otrais tinums kalpo seismometra vājinājuma regulēšanai, un tam ir pievienota amortizācijas pretestība. Turklāt ir trešais tinums vadības impulsa padevei (tas pats vertikālajiem seismometriem). Uz iekārtas pamatnes ir nostiprināts pastāvīgais magnēts 2, kura gaisa spraugā atrodas tinumu vidējās daļas. Magnētiskā sistēma ir aprīkota ar magnētisko šuntu, kas sastāv no divām mīkstajām dzelzs plāksnēm, kuru kustība izraisa magnētiskā lauka stipruma izmaiņas magnēta gaisa spraugā un līdz ar to arī vājinājuma konstantes izmaiņas.

Svārsta galā ir fiksēta plakana bultiņa, zem kuras atrodas skala ar milimetru iedalījumiem un palielināmo lēcu, caur kuru tiek skatīta skala un bultiņa. Rādītāja pozīciju var nolasīt uz skalas ar precizitāti 0,1 mm. Svārsta pamatne ir aprīkota ar trim fiksācijas skrūvēm. Divas sānu malas kalpo, lai iestatītu svārstu nulles pozīcijā. Priekšējo regulēšanas skrūvi izmanto, lai pielāgotu svārsta dabisko periodu. Lai pasargātu svārstu no dažādiem traucējumiem, ierīce tiek ievietota aizsargājošā metāla korpusā.

Efekta pielietošana

SF, ko izmanto, lai reģistrētu zemes vibrācijas zemestrīču vai sprādzienu laikā, ir gan pastāvīgo, gan mobilo seismisko staciju daļa. Globālā seismisko staciju tīkla esamība ļauj ar augstu precizitāti noteikt gandrīz jebkuras zemestrīces parametrus, kas notiek dažādos zemeslodes reģionos, kā arī izpētīt Zemes iekšējo struktūru, pamatojoties uz zemestrīces izplatīšanās īpašībām. dažādu veidu seismiskie viļņi. Galvenie zemestrīces parametri galvenokārt ir: epicentra koordinātas, fokusa dziļums, intensitāte, stiprums (enerģijas raksturlielums). Jo īpaši seismiska notikuma koordināšu aprēķināšanai nepieciešami dati par seismisko viļņu pienākšanas laikiem vismaz trīs seismiskās stacijas, kas atrodas pietiekamā attālumā viena no otras.