Seismogrāfs

Seismogrāfs

Seismogrāfs- speciāla mērierīce, ko izmanto visu veidu seismisko viļņu noteikšanai un reģistrēšanai. Vairumā gadījumu seismogrāfam ir atsvars ar atsperes stiprinājumu, kas zemestrīces laikā paliek nekustīgs, savukārt pārējā ierīce (korpuss, balsts) sāk kustēties 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 seismogrāfa sensoru elementi. Ir pilnīgi dabiski, ka šādu instrumentu, kas satur precīzās mehānikas elementus, izmaksas ir tik augstas, ka tie ir praktiski nepieejami vidusmēra pētniekam, un sarežģītība mehāniskā sistēma un attiecīgi prasības tās izpildes kvalitātei faktiski nozīmē neiespējamību ražot šādas ierīces rūpnieciskā mērogā.

Mikroelektronikas un kvantu optikas straujā attīstība šobrīd ir novedusi pie nopietnu konkurentu rašanās tradicionālajiem mehāniskajiem seismogrāfiem spektra vidējās un augstfrekvences reģionos. Tomēr šādām ierīcēm, kas balstītas uz mikromašīnu tehnoloģiju, optisko šķiedru vai lāzerfiziku, ir ļoti neapmierinoši parametri infra-zemo frekvenču reģionā (līdz vairākiem desmitiem Hz), kas ir problēma seismoloģijā (jo īpaši teleseismisko tīklu organizēšanā). ).

Pastāv arī principiāli atšķirīga pieeja seismogrāfa mehāniskās sistēmas konstruēšanai - cietās inerciālās masas aizstāšana ar šķidru elektrolītu. Šādās ierīcēs ārējs seismisks signāls izraisa plūsmu darba šķidrums, kas savukārt tiek pārveidots par elektriskā strāva izmantojot elektrodu sistēmu. Šāda veida jutīgos elementus sauc par molekulāro elektronisko. 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 mērīšanas sistēmas

Līdz ar datoru un analogo-digitālo pārveidotāju parādīšanos seismisko iekārtu funkcionalitāte ir dramatiski palielinājusies. Tagad ir iespējams vienlaikus ierakstīt un analizēt reāllaika signālus no vairākiem seismiskiem sensoriem un ņemt 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.

Sinonīmi

Skatiet, kas ir “seismogrāfs” citās vārdnīcās: Seismogrāfs...

Pareizrakstības vārdnīca-uzziņu grāmata - (grieķu valodā, no seismosa vibrācijas, kratīšanas un grafo es rakstu). Aparāts zemestrīču novērošanai. Vārdnīca svešvārdi , iekļauts krievu valodā. Chudinov A.N., 1910. SEISMOGRĀFS Grieķu valoda, no seismosa, trieciena un grafo, es rakstu. Aparāts priekš......

Krievu valodas svešvārdu vārdnīca Sinh. termins seismiskais uztvērējs. Ģeoloģiskā vārdnīca: 2 sējumos. M.: Nedra. Rediģēja K. N. Paffengoltz et al 1978.

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

- (no seismo... un...grafika) ierīce zemes virsmas vibrāciju reģistrēšanai zemestrīču vai sprādzienu laikā. Seismogrāfa galvenās daļas ir svārsts un ierakstīšanas ierīce... Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

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

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

SEISMOGRĀFS, vai, 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- Pārveidošanas ierīce mehāniskās vibrācijas augsne elektriskajā un turpmākā ierakstīšana uz gaismjutīga papīra. [Ģeoloģijas terminu un jēdzienu vārdnīca. Tomska Valsts universitāte] Tēmas ģeoloģija, ģeofizika Vispārinot... ... Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata

Grāmatas

• Spēļu pasaules: no homo ludens līdz spēlētājai Marijai Vladimirovnai Tendrjakovai. Autore pievēršas visplašākajam spēļu klāstam: no arhaiskām spēlēm, zīlēšanas spēlēm un konkursiem līdz jaunām spēlēm datorspēles. Caur spēles prizmu un ar spēlēm notiekošajām pārvērtībām - mode priekš...

"Brauciens!" — imperatora pils mieru izjauc metāla bumbiņas skaņa, kas izkrīt pūķim no galvas un ar zvana skaņu iekrīt mutē vienam no astoņiem krupjiem, kas vienmērīgi sadalīti pa apli visos virzienos. Dažas dienas vēlāk noguris vēstnesis dosies uz pili Henanas provincē, lai ziņotu imperatoram par zemestrīci, kas nesen notika vienā no viņa plašās valsts reģioniem. Taču bīskaps jau vairākas dienas bija informēts par notikušo – par zemestrīci viņš uzzināja uzreiz pēc metāla lodes krišanas. Kas šī ir – viena no fantāzijas filmas epizodēm? Nē – šī ir Senā Ķīna, Hanas impērija, 132. gads.

Kopš seniem laikiem Ķīna ir bijusi zemestrīcēm pakļauts reģions. Vēstures hronikās ir daudz informācijas par zemestrīcēm, kas iznīcināja veselas pilsētas vēl pirms mūsu ēras. Lielai Hanu impērijas teritorijai katra šāda zemestrīce radīja milzīgas briesmas - ārējiem ienaidniekiem Viņi nevilcinājās izmantot kāda cita nelaimi, uzsākot reidus bojātajās pilsētās un aplaupot dezorientētos iedzīvotājus.

Lai šādus gadījumus apturētu un laicīgi palīdzētu mūsu pašu iedzīvotājiem, bija nepieciešams nekavējoties uzzināt par notikušo traģēdiju un nekavējoties doties uz notikumu vietu. Kur vēl, ja ne Ķīnā, vajadzētu parādīties pirmajam seismogrāfam? Tās radītājs bija izcilais seno ķīniešu zinātnieks Džans Hens.

Džans Hens dzimis nabadzīga Ķīnas ierēdņa ģimenē mūsu ēras 78. gadā. Kopš bērnības Džans Hens, parādot smagu darbu un slāpes pēc zināšanām, vienmēr ir izcēlies starp saviem vienaudžiem. Jaunais vīrietis ātri pakāpās pa karjeras kāpnēm, tāpēc nav pārsteidzoši, ka 37 gadu vecumā viņš ieņēma vienu no Han impērijas cienījamākajiem amatiem - galma historiogrāfa-astrologa amatu. Savas dzīves laikā Džans Hens nāca klajā ar daudziem interesantiem izgudrojumiem, uzlabojās ģeogrāfiskās kartesĶīna devusi lielu ieguldījumu matemātikas attīstībā. Turklāt viņš bija pirmais, kurš iebilda, ka mēness gaisma ir atspoguļota saules gaisma. Bet viņa slavenākais radījums ir seismogrāfs, ko viņš uzdāvināja imperatoram mūsu ēras 132. gadā pēc tam, kad kārtējā zemestrīce nodarīja lielus postījumus galvaspilsētai. Pēc seno ķīniešu autoru domām, pārsteidzošs seismogrāfs ļāva reģistrēt zemestrīces, kas notika simtiem kilometru attālumā no ierīces atrašanās vietas.

Džan Henga seismogrāfam ir maz līdzības ar mūsdienu instrumentiem pazemes aktivitātes mērīšanai. Tas ir milzīgs vara trauks, kura iekšpusē bija piestiprināts svārsts. Ar svārstu tika savienotas 8 sviras, kas vienmērīgi sadalītas pa apkārtmēru. Tālumā plosošās zemestrīces mazāko trīsu ietekmē svārsts novirzījās uz sāniem, aktivizējot vienu no svirām, kas savukārt otrā galā ar metāla lodi bija piestiprināta pie pūķa galvas ārējās daļas. iekšā. Atsperu sistēma nometa bumbu krupju figūrās ar plaši atvērtām mutēm. Krītošā bumba radīja plaukstošu skaņu, ko varēja dzirdēt visā pilī.

Seismogrāfs patika imperatoram un kopš tā laika vienmēr ir bijis darba kārtībā, gatavs brīdināt par nepatikšanām. Šis seismogrāfs kļuva par pirmo vēsturē, iemūžinot tā radītāja vārdu. Paša Džana Henga liktenis dramatiski mainījās 4 gadus pēc ierīces izgudrošanas: pils intrigu rezultātā zinātnieks tika izraidīts no galvaspilsētas un iecelts par impērijas attālās provinces vadītāju, kur viņš strādāja līdz sava mūža beigām. dzīvi.

Bet vissvarīgākais jautājums paliek: vai Džan Henga seismogrāfs patiešām fiksēja zemestrīci, vai arī viņa darbu apraksti ir pārāk izgreznoti? Interesanti, ka visos līdzšinējos aprakstos liela uzmanība pievērsta seismogrāfa izskatam, nevis tā darbības principam. Ierīce noteikti ir skaista, un tās dizains ir patiesi oriģināls, taču mūsdienu pētnieki vēlētos uzzināt vairāk par tās iekšējo pildījumu. Nav šaubu, ka galvenā iekšējā mehānisma daļa bija piekārts svārsts, kas spēja neticami precīzi reaģēt uz trīcēm, kas radās lielos attālumos. Kā tieši tas tika nostiprināts traukā un kas tam ļāva pamanīt trīsas, kuras cilvēks nevarēja sajust? Diemžēl tas joprojām ir galvenais noslēpums.

Protams, entuziasti ir daudz mēģinājuši izveidot līdzīgu ierīci. Visi Džan Henga seismogrāfi, ko mēs šodien redzam muzejos, ir darbi mūsdienu meistari. Izgatavojot šo seismogrāfu iekšpusi, tika izmēģināti uzlaboti materiāli, un pats svārsts tika izgatavots ar stingru precizitāti, ko, visu cieņu senajiem ķīniešu amatniekiem, nevarēja sasniegt pirms diviem tūkstošiem gadu. Šie instrumenti, kas atrodas daudzās pasaules daļās, nekad nav spējuši reģistrēt nevienu zemestrīci. Lai gan dažas dabas katastrofas bija diezgan smagas un pat izraisīja daudzus upurus.

Bet varbūt mēs vienkārši nenovērtējam izgudrotāja ģēniju, kurš gandrīz pirms diviem tūkstošiem gadu spēja izveidot pārsteidzoši precīzu darba seismogrāfu, izmantojot visvienkāršākās tehnoloģijas?

Ja atrodat kļūdu, lūdzu, iezīmējiet teksta daļu un noklikšķiniet Ctrl+Enter.

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

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

Tāpēc cilvēki vienmēr ir centušies izpētīt zemestrīces un novērst to sekas. Tādējādi Aristotelis 4. gs. pirms i. e. uzskatīja, ka atmosfēras virpuļi iekļūst zemē, kurā ir daudz tukšumu un plaisu. Virpuļus 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 izveidot ierīci zemestrīču prognozēšanai pieder ķīniešu filozofam un astronomam Džanam Hengam. 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, kuru viņš nosauca par Houfengu par "zemestrīces vējrādītāju" un kas varēja reģistrēt zemes virsmas vibrācijas un to izplatīšanās virzienu. Hoofeng kļuva par pasaulē pirmo seismogrāfu (no grieķu seismos "oscilācijas" un "grapho" "rakstīt") 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.

Hoofeng tika izgatavots no vara vīna trauka formā ar diametru 180 cm un plānām sienām. Ārpus kuģa atradās astoņi pūķi. Pūķu galvas norādīja uz astoņiem virzieniem: austrumiem, dienvidiem, rietumiem, ziemeļiem, ziemeļaustrumiem, dienvidaustrumiem, ziemeļrietumiem un dienvidrietumiem. Katrs pūķis turēja mutē vara bumbu, un zem tā galvas sēdēja krupis ar atvērtu muti. Tiek pieņemts, ka trauka iekšpusē vertikāli tika uzstādīts svārsts ar stieņiem, kas bija piestiprināti pie pūķu galvām. Kad pazemes trieciena rezultātā svārsts sāka kustēties, stienis, kas savienots ar galvu, kas vērsts trieciena virzienā, atvēra pūķa muti, un bumba no tās izripoja attiecīgā krupja mutē. Ja izripotu divas bumbiņas, varētu pieņemt, ka zemestrīce ir stipra. Ja ierīce atradās epicentrā, tad visas bumbiņas izripoja. Instrumenta novērotāji varēja nekavējoties fiksēt zemestrīces laiku un virzienu. Ierīce bija ļoti jutīga: tā konstatēja pat vājas trīsas, kuru epicentrs atradās 600 km attālumā. 138. gadā šis seismogrāfs precīzi norādīja uz zemestrīci, kas notika Longxi 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 sastādīja 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 zemes vibrāciju reģistrēšanas instrumentu parādīšanos un ieviešanu praksē, t.i., līdz ar zinātniskās seismometrijas parādīšanos.

1855. gadā itālis Luidži Palmieri izgudroja seismogrāfu, kas spēj reģistrēt attālas zemestrīces. Tas darbojās pēc šāda principa: zemestrīces laikā dzīvsudrabs no sfēriska tilpuma tika izliets īpašā traukā, atkarībā no vibrācijas virziena. Tvertnes 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 vibrāciju. Pirmais seismiskais rekords, kas mums ir izdevies, tika veikts, izmantojot šo ierīci 1887. gadā. Pēc tam sākās straujš progress zemes vibrāciju reģistrēšanas instrumentu radīšanas jomā. 1892. gadā Japānā strādājošo angļu zinātnieku grupa izveidoja pirmo diezgan viegli lietojamo ierīci — Džona Milna seismogrāfu. Jau 1900. gadā visā pasaulē darbojās 40 seismisko staciju tīkls, kas bija aprīkots ar Milna instrumentiem.

Seismogrāfs sastāv no viena vai otra dizaina svārsta un sistēmas tā vibrāciju reģistrēšanai. Pēc svārsta svārstību reģistrēšanas metodes seismogrāfus var iedalīt ierīcēs ar tiešu reģistrāciju, mehāniskos vibrācijas devējos un seismogrāfos ar atgriezenisko saiti.

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

Plkst optiskā metode Ierakstīšanas laikā uz rotācijas ass tika uzstādīts spogulis, kas tika apgaismots caur objektīvu, un atstarotais stars nokrita uz fotopapīra, kas bija uztīts uz rotējošas cilindra.

Tiešā ieraksta metode joprojām tiek izmantota seismiski aktīvās zonās, kur zemes kustības ir diezgan lielas. Bet, lai reģistrētu vājas zemestrīces un lielos attālumos no to avotiem, ir jāpastiprina svārsta svārstības. To veic dažādi mehānisko kustību 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. Tas bija galvanometriskais ieraksts, kas balstīts uz elektrodinamisko metodi. 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 ar optisko metodi, nokrita uz fotopapīra. Šādi seismogrāfi ieguva pasaules atzinību vēl daudzus gadu desmitus.

IN pēdējā laikā tā sauktie parametriskie pārveidotāji ir kļuvuši plaši izplatīti. Šajos pārveidotājos mehāniskā kustība (svārsta masas kustība) izraisa kāda parametra izmaiņas elektriskā ķēde(Piemēram, elektriskā pretestība, kapacitāte, induktivitāte, gaismas plūsma utt.).

B. Goļicins.

Seismoloģiskās stacijas ad. Tur uzstādītās iekārtas fiksē pat vismazākās vibrācijas augsnē.

Mobilā instalācija ģeofizikālajiem un seismoloģiskajiem pētījumiem.

Šī parametra maiņa noved pie strāvas izmaiņām ķēdē, un šajā gadījumā elektriskā signāla lielumu nosaka svārsta pārvietojums (nevis tā ātrums). No dažādiem seismometrijas parametriskajiem pārveidotājiem galvenokārt tiek izmantoti fotoelektriskie un kapacitatīvie pārveidotāji. Vispopulārākais ir kapacitatīvs Benioff pārveidotājs. Starp atlases kritērijiem galvenie bija ierīces vienkāršība, linearitāte, zems trokšņa līmenis un energoefektivitāte.

Seismogrāfi var būt jutīgi pret vertikālām vai horizontālām zemes vibrācijām. Lai novērotu augsnes kustību visos virzienos, parasti tiek izmantoti trīs seismogrāfi: viens ar vertikālu svārstu un divi ar horizontāliem svārstiem, 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. Tagad ir iespējams vienlaikus ierakstīt un analizēt reāllaika signālus no vairākiem seismiskiem sensoriem un ņemt vērā signālu spektrus. Tas nodrošināja fundamentālu lēcienu seismisko mērījumu informācijas saturā.

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

Seismoloģiskās stacijas aprīkojums Jaunzēlandē.

Pamatinformācija par iekšējā struktūra Zeme tika iegūta arī no seismiskiem datiem, interpretējot zemestrīču un spēcīgu sprādzienu izraisīto seismisko viļņu laukus, kas novēroti uz Zemes virsmas.

Izmantojot seismisko viļņu fiksāciju, tiek veikti arī zemes garozas struktūras pētījumi. Piemēram, 20. gadsimta 50. gadu 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.

Varam sagaidīt, ka drīzumā parādīsies jaunas tehnoloģijas inerciālo un gravitācijas mērījumu metodēs. Iespējams, ka jaunā seismogrāfu paaudze spēs noteikt 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 vai drīzāk radari izseko pārvietojumu tektoniskās plāksnes noteiktā apgabalā, un, pateicoties iegūtajiem datiem, var reģistrēt pat smalkas nobīdes. Zinātnieki uzskata, ka, pateicoties šai jutībai, ir iespējams precīzāk noteikt augsta sprieguma zonas un seismiski bīstamās zonas.

Kopš izveidošanās globuss virsmas pamatne nepārtraukti kustās. Kad zemes garoza pārvietojas, tas var izraisīt briesmīgas sekas, piemēram, zemestrīces veidā. Kad viena plāksne uzlīst uz otras, kontinentālās garozas iekšējais spriegums uzkrājas, un, tai pārejot kritiskais punkts uzkrātā enerģija tiek atbrīvota, izraisot briesmīgu iznīcināšanu. Lai izvairītos no upuriem zemestrīces laikā un izpētītu pašu parādību, tika izgudrota seismogrāfa iekārta. Ar tās palīdzību kļuva iespējams noteikt zemes garozas vibrāciju laikā izdalītās enerģijas daudzumu.

Kas ir seismogrāfs

Pats vārds "seismogrāfs" nāk no grieķu valodas un tieši nozīmē "rekords", "zemestrīce". gadā tika izgatavots vecākais seismogrāfs senā Ķīna. Tā bija liela bronzas bļoda, kuru atbalstīja astoņi pūķi, katra pūķa atvērtajā mutē bija bumbiņa. Bļodas iekšpusē tika iekārts svārsts, kas piestiprināts pie statīva, kas bija stingri uzstādīts uz zemes virsmas guļošas plātnes pamatnes. Kad notika svārstības, svārsts atsitās pret bļodas sieniņu, un no pūķa mutes izkrita bumba, kas iekrita metāla krupja mutē, kas atrodas šīs konstrukcijas apakšā. Šāda ierīce varētu reģistrēt vibrācijas 600 km attālumā no tās atrašanās vietas.

Darbības princips

Seismogrāfa darbības princips ir balstīts uz vibrāciju pārraidi uz objektiem, kas uzstādīti uz zemes garozas posma. Vienai zemes garozas plāksnei pieskaroties otrai, uzkrājas milzīgs enerģijas daudzums, un, to atbrīvojot, notiek kratīšana.

Kas ir seismogrāfs? Mūsdienu ierīces sastāv no svārsta, kas piekārts uz vītnes un piestiprināts pie statīva, kas stingri novietots uz zemes. Svārsta galā ir spalva, kas, svārstoties, uzzīmēs deformācijas vērtības amplitūdu. Stingri uz zemes ir uzstādīta arī bunga ar papīru, uz kuras tiks attēlots zemestrīces process. Kad notiek zemestrīce, svārsts inerces dēļ paliek vietā, un cilindrs ar papīru svārstās, zīmējot zemestrīces laikā atbrīvotās enerģijas vērtību. Mūsdienu ierīces spēj uzraudzīt pat nelielas izmaiņas, kas nav destruktīvas.

Kas ir seismogrāfs dzīvniekiem? Viņu ķermenis ir veidots tā, ka mazākās atmosfēras un zemes virsmas stāvokļa izmaiņas vairāku kilometru rādiusā izraisa trauksmi. Stājas spēkā pašsaglabāšanās likums, un viņi atstāj bīstamas teritorijas. Visjutīgākie pret zemestrīču parādību ir abinieku un rāpuļu sugas pārstāvji, tas ir, čūskas, vardes, ķirzakas.

Raksturlielumi

Mūsdienu seismogrāfi spēj noteikt un izmērīt vibrāciju amplitūdu trīs plaknēs. Mērot vibrācijas ātrumu, seismogrāfiem ir mērījumu frekvences diapazons no 0,3 līdz 500 Hz, ar vibrācijas ātruma mērījumu diapazonu no 0,0002 līdz 20 mm/s. Seismogrāfi var būt gan pārnēsājami, gan stacionāri. Pēdējie ir izgatavoti lielos izmēros un tiek uzstādīti īpaši vienu reizi un visu kalpošanas laiku. Pārnēsājamos var pārinstalēt noteiktā vietā atkarībā no apgabala. Visi mūsdienīgi modeļi piegādāts programmatūras saskarnes un tieši pārsūtīt visus savus mērījumus uz datu bāzi datorā.

Pielietojuma iezīmes

Kas ir seismogrāfs un kur to uzstādīt? Tas ir novietots potenciāli bīstamās vietās, kur iespējamas zemes garozas vibrācijas. Pārnēsājamie seismogrāfi tiek uzstādīti ieguves vietās vai pazemes raktuvēs, lai izvairītos no cilvēku bojāejas, novēršot zemestrīces un evakuējot darbiniekus. Uzstādot, jāņem vērā, ka ierīce var izraisīt nopietnas kļūdas, ja tā tiek uzstādīta ceļu tuvumā, kur var iet garām smaga tehnika.

Mūsu ēras 132. gadā Ķīnā zinātnieks-izgudrotājs Džans Hens ieviesa pirmo seismoskopu, kas, domājams, spēj paredzēt zemestrīces ar mūsdienu instrumentu precizitāti.

Precīzs tās apraksts ir saglabājies vēstures ierakstos. izskats un kā tas darbojās, taču precīza iekšējā struktūra joprojām ir noslēpums. Zinātnieki vairākkārt ir mēģinājuši izveidot šāda seismoskopa modeli, izvirzot dažādas teorijas par tā darbības principu.

Visizplatītākais no tiem saka, ka svārsts vara kolbā sāk kustēties trīču laikā, pat ja zemestrīces epicentrs atrodas simtiem kilometru attālumā. Savukārt svārsts atsitās pret sviru sistēmu, ar kuras palīdzību atvērās mute vienam no astoņiem ārpusē izvietotajiem pūķiem.

Sena seismoskopa rekonstrukcija no Austrumu Haņu dinastijas (25-220 AD) un tā izgudrotājs Džans

Katra dzīvnieka mutē atradās bronzas lode, kas iekrita dzelzs krupī, radot skaļu zvana skaņu. IN vēstures esejas ir teikts, ka radītā skaņa bija tik skaļa, ka tā varēja pamodināt ikvienu imperatora galmu.

Pūķis, kura mute atvērās, norādīja, kurā virzienā notikusi zemestrīce. Katrs no astoņiem dzīvniekiem piederēja vienam no virzieniem: attiecīgi austrumos, rietumos, ziemeļos, dienvidos, ziemeļaustrumos, ziemeļrietumos, dienvidaustrumos un dienvidrietumos.

Izgudrojums sākotnēji tika uztverts ar skepsi, neskatoties uz to, ka Džans jau tajā laikā bija slavens zinātnieks, kuru imperatora tiesa iecēla galvenā astronoma amatā. Bet ap mūsu ēras 138. gadu bronzas lode atskanēja pirmo trauksmi, norādot, ka uz rietumiem no galvaspilsētas Luojanas notikusi zemestrīce.

Signāls tika ignorēts, jo neviens pilsētā nejuta nekādas zemestrīces pazīmes. Dažas dienas vēlāk no Luojanas ieradās ziņnesis ar ziņām par smagu postījumu: 300 km attālumā esošā pilsēta dabas stihijas rezultātā bija drupās.

Zinātnieks no Ķīnas Ģeofizikas institūta noteica, ka pirmā zemestrīce, ko atklāja šāds seismoskops, notika 134. gada 13. decembrī, un tās stiprums bija 7 magnitūdas.

Tādējādi ierīce tika izveidota ar mērķi atklāt zemestrīces attālos reģionos, taču tā darbojās tikai tās izgudrotāja dzīves laikā. Acīmredzot pirmā seismoskopa konstrukcija bija tik sarežģīta, ka tikai pats zinātnieks varēja to uzturēt darba kārtībā.

Mūsdienu mēģinājumi atjaunot kopiju ir guvuši dažādus panākumus, un visi tika izveidoti, izmantojot inerci, principu, ko izmanto arī mūsdienu seismogrāfos.

1939. gadā japāņu zinātnieks izveidoja šāda seismoskopa modeli, taču ne visos gadījumos bumba nokrita tieši zemestrīces epicentra virzienā.

Precīzāku izgudrojuma rekonstrukciju 2005. gadā kopīgi izveidoja Ķīnas Zinātņu akadēmijas, Nacionālā muzeja un Ķīnas seismoloģijas biroja zinātnieki.

Ķīnas mediji vēsta, ka ierīce precīzi reaģējusi uz piecu zemestrīču viļņiem, kas notika Tangšaņā, Junaņā, Cjinhai-Tibetas plato un Vjetnamā. Salīdzinot ar modernas ierīces, seismoskops uzrādīja pārsteidzošu precizitāti, un tā forma bija tāda pati, kā aprakstīts vēsturiskajos tekstos.

Tomēr ne visi sliecas ticēt pirmā seismoskopa efektivitātei. Roberts Reitermans, izpilddirektors University Consortium for Research in Earthquake Engineering pauda skepsi par vēsturiskajos pārskatos aprakstītā aparāta precizitāti.

"Ja zemestrīces epicentrs atrastos tuvu, visa konstrukcija satricinātu tik ļoti, ka bumbiņas vienlaikus izkristu no visiem pūķiem. Tālā attālumā zemes kustības neatstāj skaidras pēdas, lai noteiktu, no kuras puses nāk vibrācijas. Kopš līdz brīdim, kad zemes virsmas vibrācijas sasniedz seismoskopu, tās notiek dažādos virzienos, visticamāk, haotiski,” viņš raksta savā grāmatā “Inženieri un zemestrīces: starptautiskā vēsture”.

Ja seismoskops patiešām darbojās tik precīzi, kā tas bija aprakstīts vēsturiskajos ierakstos, par ko liecina arī mūsdienu kopiju darbība, tad Džan ģēnijs joprojām ir nenotverams.

Džans Hens(78–139) - ķīniešu filozofs, enciklopēdistu domātājs, rakstnieks, dzejnieks, valstsvīrs un zinātnieks, kuram pieder pasaules atklājumi un izgudrojumi matemātikā, astronomijā, mehānikā, seismoloģijā un ģeogrāfijā.