ใครเป็นผู้คิดค้น Seismograph - มันถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อใด ใครและเมื่อคิดค้นเครื่องวัดแผ่นดินไหวครั้งแรกเพื่อทำนายแผ่นดินไหว เครื่องวัดแผ่นดินไหวทำงานอย่างไร

หัวหน้าห้องปฏิบัติการ seismometry ของสถาบันฟิสิกส์ของโลก RAS

ศตวรรษที่ผ่านมาทำให้โลกได้ค้นพบ B.B. Golitsyn ของวิธีกัลวาโนเมตริกในการสังเกตปรากฏการณ์แผ่นดินไหว ความคืบหน้าในภายหลังของการวัดคลื่นไหวสะเทือนนั้นสัมพันธ์กับการค้นพบครั้งนี้ ผู้สืบทอดของคดี Golitsyn คือนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย D.P. Kirnos, Americans Wood-Andersen, Press Ewing โรงเรียนวัดคลื่นไหวสะเทือนของรัสเซียภายใต้ D.P. Kirnos มีชื่อเสียงในด้านการศึกษาอุปกรณ์และวิธีการสนับสนุนทางมาตรวิทยาอย่างระมัดระวังสำหรับการสังเกตแผ่นดินไหว การบันทึกเหตุการณ์แผ่นดินไหวได้กลายเป็นสมบัติของแผ่นดินไหววิทยา เมื่อไม่เพียงแต่แก้ปัญหาเกี่ยวกับจลนศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัญหาแบบไดนามิกด้วย ความต่อเนื่องตามธรรมชาติของการพัฒนาเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนคือการใช้วิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ในการรับข้อมูลจากมวลทดสอบของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือน การใช้งานในออสซิลโลกราฟฟีและในวิธีการดิจิตอลสำหรับการวัด สะสม และประมวลผลข้อมูลแผ่นดินไหว Seismometry มีความสุขกับผลของความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของศตวรรษที่ยี่สิบ ในรัสเซียในยุค 70-80 เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบอิเล็กทรอนิกส์ได้รับการพัฒนาขึ้นซึ่งครอบคลุมช่วงความถี่ตั้งแต่ความถี่ต่ำพิเศษ (ตามรูปแบบจาก 0 Hz) ถึง 1000 Hz

บทนำ

แผ่นดินไหว! สำหรับผู้ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีคลื่นไหวสะเทือน นี่ไม่ใช่วลีที่ว่างเปล่า ผู้คนอาศัยอยู่อย่างสงบสุขลืมเกี่ยวกับภัยพิบัติครั้งก่อน แต่ทันใดนั้น ส่วนใหญ่มักจะมาในเวลากลางคืน ในตอนแรกมีเพียงแรงสั่นสะเทือนแม้กระทั่งการลุกจากเตียงการชนกันของเฟอร์นิเจอร์ที่ตกลงมา แล้วเสียงคำรามของเพดานที่พังทลาย ผนังที่ไม่ถาวร ฝุ่น ความมืด เสียงครวญคราง ดังนั้นในปี 1948 ในเมืองอาชกาบัต ประเทศได้เรียนรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้มากในภายหลัง ร้อน. คืนนั้นพนักงานที่เกือบจะเปลือยเปล่าของสถาบันแผ่นดินไหวในอาชกาบัตกำลังเตรียมที่จะพูดในการประชุมพรรครีพับลิกันเรื่องแผ่นดินไหวและกำลังเขียนรายงาน เริ่มประมาณ 2 ทุ่ม เขาวิ่งออกไปที่สนาม บนถนนท่ามกลางฝุ่นควันและค่ำคืนทางใต้อันมืดมิด มองไม่เห็นสิ่งใด ภรรยาของเขาซึ่งเป็นนักแผ่นดินไหววิทยาสามารถเข้าไปในทางเข้าประตูได้ซึ่งถูกปิดทั้งสองข้างทันทีด้วยเพดานที่ยุบ น้องสาวของเธอซึ่งนอนอยู่บนพื้นเนื่องจากความร้อน ถูกปิดโดยตู้เสื้อผ้าที่มีประตูเปิดออกเพื่อเป็น "ที่พักพิง" สำหรับร่างกาย แต่ขาตู้ถูกหนีบไว้

ในเมืองอาชกาบัต ผู้อยู่อาศัยหลายหมื่นคนเสียชีวิตเนื่องจากเวลากลางคืนและไม่มีอาคารป้องกันแผ่นดินไหว (ฉันได้ยินมาว่ามีผู้เสียชีวิตมากถึง 50,000 คน ไม่ว่าในกรณีใด G.P. Gorshkov หัวหน้าภาควิชาธรณีวิทยาไดนามิก รัฐมอสโก มหาวิทยาลัยกล่าวอย่างนั้น เอ็ด) รอดชีวิตจากอาคารที่สถาปนิกผู้ออกแบบถูกตัดสินว่ามีการใช้จ่ายเกินขนาด

ขณะนี้อยู่ในความทรงจำของมนุษยชาติ มีแผ่นดินไหวครั้งใหญ่และครั้งประวัติศาสตร์หลายสิบครั้ง ซึ่งคร่าชีวิตมนุษย์ไปหลายล้านครั้ง สำหรับแผ่นดินไหวที่รุนแรงที่สุด อาจมีรายชื่อ เช่น ลิสบอน 1755 ญี่ปุ่น 2434 อัสสัม (อินเดีย) 2440 ซานฟรานซิสโก 2449 เมสซีนา (ซิซิลี-กาลิเบรีย) 2451 จีน 2463 และ 2519 (ช้ากว่าอาชกาบัตในปี 1976 ในประเทศจีนแล้ว แผ่นดินไหวคร่าชีวิตผู้คนไป 250,000 คน และชาวอินเดียในปีที่แล้วก็เสียชีวิตอย่างน้อย 20,000 คน Ed.), ญี่ปุ่น 1923, ชิลี 1960, Agadir (โมร็อกโก) 1960 gyu, Alaska, 1964 ., Spitak (อาร์เมเนีย) 1988 หลังเกิดแผ่นดินไหวในอลาสก้า เบนเยอฟฟ์ ผู้เชี่ยวชาญด้านคลื่นไหวสะเทือนของชาวอเมริกัน ได้รับบันทึกการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของโลกว่าเป็นลูกบอลที่ถูกกระแทก ก่อนและโดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังเกิดแผ่นดินไหวรุนแรง มีแผ่นดินไหวที่อ่อนแอกว่าหลายแสนครั้ง (อาฟเตอร์ช็อก) การสังเกตด้วยเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่ละเอียดอ่อนทำให้สามารถระบุพื้นที่ของการกระแทกหลักและรับคำอธิบายเชิงพื้นที่ของแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว

มีสองวิธีในการหลีกเลี่ยงการสูญเสียจำนวนมากจากแผ่นดินไหว: โครงสร้างป้องกันแผ่นดินไหวและการเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับแผ่นดินไหวที่อาจเกิดขึ้น แต่ทั้งสองวิธียังคงไม่ได้ผล โครงสร้างป้องกันแผ่นดินไหวไม่เพียงพอต่อแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากแผ่นดินไหวเสมอไป มีกรณีแปลกๆ เกี่ยวกับการทำลายคอนกรีตเสริมเหล็กโดยไม่ทราบสาเหตุ เช่นเดียวกับในโกเบ ประเทศญี่ปุ่น โครงสร้างของคอนกรีตถูกรบกวนจนคอนกรีตแตกเป็นฝุ่นเมื่อคลื่นนิ่ง มีการหมุนเวียนของอาคารดังที่พบใน Spitak, Leninakan ในโรมาเนีย

แผ่นดินไหวจะมาพร้อมกับปรากฏการณ์อื่นๆ การเรืองแสงของบรรยากาศ การหยุดชะงักของการสื่อสารทางวิทยุและปรากฏการณ์สึนามิที่เลวร้ายไม่น้อย ซึ่งคลื่นทะเลซึ่งบางครั้งอาจเกิดขึ้นหากศูนย์กลาง (ศูนย์กลาง) ของแผ่นดินไหวเกิดขึ้นในร่องลึกก้นสมุทรของมหาสมุทรโลก (ไม่ใช่ แผ่นดินไหวทั้งหมดที่เกิดขึ้นบนทางลาดของร่องลึกก้นสมุทรเป็นคลื่นสึนามิ แต่แผ่นดินไหวหลังถูกตรวจพบโดยใช้เครื่องวัดแผ่นดินไหวด้วยสัญญาณลักษณะเฉพาะของการเคลื่อนตัวในโฟกัส) ดังนั้นในลิสบอนในอลาสก้าในอินโดนีเซีย พวกมันมีอันตรายเป็นพิเศษเพราะเกือบจะทันใดนั้นคลื่นก็ปรากฏขึ้นที่ชายฝั่งบนเกาะ ตัวอย่างคือหมู่เกาะฮาวาย คลื่นจากแผ่นดินไหว Kamchatka ในปี 1952 มาโดยไม่คาดคิดหลังจาก 22 ชั่วโมง คลื่นสึนามิมองไม่เห็นในทะเลเปิด แต่เมื่อขึ้นฝั่งจะได้รับความชันของแนวหน้าความเร็วของคลื่นลดลงและคลื่นน้ำเกิดขึ้นซึ่งนำไปสู่การเติบโตของคลื่นบางครั้งสูงถึง 30 เมตรขึ้นอยู่กับ ความแรงของแผ่นดินไหวและความโล่งใจของชายฝั่ง คลื่นดังกล่าวถูกพัดหายไปอย่างสมบูรณ์ในปลายฤดูใบไม้ร่วงปี 1952 เมือง Severo-Kurilsk ซึ่งตั้งอยู่บนชายฝั่งของช่องแคบระหว่างประมาณ Paramushir และเกี่ยวกับ ชุมชู. ผลกระทบของคลื่นและการเคลื่อนกลับนั้นรุนแรงมากจนรถถังที่อยู่ในท่าเรือถูกพัดพาไปและหายไป "ในทิศทางที่ไม่รู้จัก" ผู้เห็นเหตุการณ์กล่าวว่าเขาตื่นขึ้นจากการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวที่รุนแรงและไม่สามารถหลับได้อย่างรวดเร็ว ทันใดนั้น เขาก็ได้ยินเสียงความถี่ต่ำดังก้องจากฝั่งท่าเรือ เมื่อมองออกไปนอกหน้าต่างโดยไม่คิดว่าตัวเองเข้าไปอยู่ในสิ่งใด เขาจึงกระโดดขึ้นไปบนหิมะและวิ่งไปที่เนินเขา โดยสามารถแซงคลื่นที่ซัดเข้ามาได้

แผนที่ด้านบนแสดงแถบการแปรสัณฐานของเปลือกโลกแปซิฟิกที่มีแรงสั่นสะเทือนมากที่สุด จุดต่างๆ บ่งชี้ถึงศูนย์กลางของแผ่นดินไหวที่รุนแรงในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น แผนที่ให้แนวคิดเกี่ยวกับชีวิตที่กระฉับกระเฉงของโลกของเราและข้อมูลของแผนที่กล่าวถึงสาเหตุที่เป็นไปได้ของแผ่นดินไหวโดยทั่วไป มีสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับสาเหตุของการปรากฎตัวของเปลือกโลกบนพื้นผิวโลก แต่ก็ยังไม่มีทฤษฎีที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับการแปรสัณฐานของโลกที่นิยามทฤษฎีของปรากฏการณ์นี้อย่างไม่น่าสงสัย

เครื่องวัดแผ่นดินไหวมีไว้เพื่ออะไร?

ประการแรก เพื่อศึกษาปรากฏการณ์นั้นด้วยตัวของมันเอง จากนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดความแรงของแผ่นดินไหว ตำแหน่งที่เกิด และความถี่ของการเกิดปรากฏการณ์เหล่านี้ในสถานที่ที่กำหนดและสถานที่เด่นของการเกิดแผ่นดินไหวด้วยวิธีเครื่องมือ แรงสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นที่เกิดจากแผ่นดินไหว เช่น ลำแสงจากไฟฉายส่องทางไกล สามารถให้รายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกได้

คลื่นหลักสี่ประเภทตื่นเต้น: ตามยาวมีความเร็วการแพร่กระจายสูงสุดและมาถึงผู้สังเกตในตอนแรกจากนั้นการแกว่งตามขวางและคลื่นพื้นผิวที่ช้าที่สุดที่มีการสั่นตามวงรีในระนาบแนวตั้ง (Rayleigh) และในแนวนอน ระนาบ (ความรัก) ไปในทิศทางของการขยายพันธุ์ ความแตกต่างของเวลาที่คลื่นลูกแรกมาถึงนั้นใช้เพื่อกำหนดระยะทางไปยังศูนย์กลางของแผ่นดินไหว ตำแหน่งของจุดศูนย์กลางไฮโป และเพื่อกำหนดโครงสร้างภายในของโลกและตำแหน่งของแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว ด้วยการบันทึกคลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนผ่านแกนโลก ทำให้สามารถระบุโครงสร้างของมันได้ แกนนอกอยู่ในสถานะของเหลว คลื่นตามยาวเท่านั้นที่แพร่กระจายในของเหลว แกนในที่เป็นของแข็งตรวจพบโดยใช้คลื่นตามขวาง ซึ่งถูกกระตุ้นโดยคลื่นตามยาวที่กระทบส่วนต่อประสานความแข็งของของเหลว จากภาพการสั่นและประเภทของคลื่นที่บันทึกไว้ จากเวลาที่คลื่นไหวสะเทือนมาถึงโดยเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนบนพื้นผิวโลก เป็นไปได้ที่จะกำหนดขนาดของส่วนประกอบต่างๆ ของแกนกลาง ความหนาแน่นของพวกมัน

ปัญหาอื่น ๆ กำลังได้รับการแก้ไขเพื่อกำหนดพลังงานและแผ่นดินไหว (ขนาดตามมาตราริกเตอร์, ขนาดศูนย์สอดคล้องกับพลังงานและ 10(+5) จูล, ขนาดสูงสุดที่สังเกตได้สอดคล้องกับพลังงานและ 10(+20-+21) J) องค์ประกอบสเปกตรัมสำหรับแก้ปัญหาการสร้างความต้านทานแผ่นดินไหว สำหรับการตรวจจับและควบคุมการทดสอบใต้ดินของอาวุธนิวเคลียร์ การควบคุมแผ่นดินไหวและการปิดฉุกเฉินที่โรงงานอันตราย เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ การขนส่งทางรถไฟ และแม้แต่ลิฟต์ในอาคารสูง การควบคุม โครงสร้างไฮดรอลิก บทบาทของเครื่องมือวัดแผ่นดินไหวในการสำรวจแร่และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการค้นหา "อ่างเก็บน้ำ" ด้วยน้ำมันนั้นมีค่ามาก พวกเขายังใช้ในการตรวจสอบสาเหตุของการเสียชีวิตของ Kursk ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์เหล่านี้ที่กำหนดเวลาและพลังของการระเบิดครั้งแรกและครั้งที่สอง

เครื่องมือวัดแผ่นดินไหวทางกล

หลักการทำงานของเซ็นเซอร์แผ่นดินไหว - เครื่องวัดแผ่นดินไหว - สร้างระบบเครื่องวัดแผ่นดินไหวซึ่งรวมถึงโหนดดังกล่าว - เครื่องวัดแผ่นดินไหว, ตัวแปลงสัญญาณทางกลเป็นแรงดันไฟฟ้าและเครื่องบันทึก - อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเป็นไปตามกฎข้อที่หนึ่งและสามของนิวตันทันที - สมบัติของมวลต่อความเฉื่อยและแรงโน้มถ่วง องค์ประกอบหลักของอุปกรณ์ของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนคือมวลซึ่งมีการระงับบางอย่างกับฐานของอุปกรณ์ ตามหลักการแล้วมวลไม่ควรมีการเชื่อมต่อทางกลหรือทางแม่เหล็กไฟฟ้ากับร่างกาย แค่แขวนในอวกาศ! อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ยังไม่เกิดขึ้นจริงภายใต้เงื่อนไขของแรงดึงดูดของโลก มีเครื่องวัดแผ่นดินไหวในแนวตั้งและแนวนอน ประการแรก มวลมีความสามารถในการเคลื่อนที่ในระนาบแนวตั้งเท่านั้น และมักจะแขวนไว้กับสปริงเพื่อต่อต้านแรงโน้มถ่วงของโลก ในเครื่องวัดแผ่นดินไหวแนวนอน มวลมีระดับความเป็นอิสระในระนาบแนวนอนเท่านั้น ตำแหน่งสมดุลของมวลจะคงอยู่ทั้งโดยสปริงช่วงล่างที่อ่อนกว่ามาก (โดยปกติคือแผ่นแบน) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยแรงดึงดูดของโลกกลับคืนสู่สภาพเดิม ซึ่งอ่อนลงอย่างมากจากปฏิกิริยาของแกนแขวนเกือบแนวตั้งและกระทำในแนวราบเกือบ ระนาบการเคลื่อนที่ของมวล

อุปกรณ์บันทึกแผ่นดินไหวที่เก่าแก่ที่สุดถูกค้นพบและฟื้นฟูในประเทศจีน [Savarensky E.F. , Kirnos D.P. , 1955] อุปกรณ์ไม่มีวิธีการบันทึก แต่ช่วยในการกำหนดความแรงของแผ่นดินไหวและทิศทางไปยังศูนย์กลางของแผ่นดินไหวเท่านั้น เครื่องมือดังกล่าวเรียกว่าเครื่องวัดแผ่นดินไหว เครื่องวัดแผ่นดินไหวแบบจีนโบราณมีอายุย้อนไปถึง 123 AD และเป็นงานศิลปะและวิศวกรรม ภายในเรือที่ออกแบบอย่างมีศิลปะเป็นลูกตุ้ม มวลของลูกตุ้มดังกล่าวจะอยู่เหนือองค์ประกอบยืดหยุ่นซึ่งรองรับลูกตุ้มในแนวตั้ง ในเรือตามแนวราบมีปากของมังกรซึ่งวางลูกบอลโลหะไว้ ระหว่างที่เกิดแผ่นดินไหวรุนแรง ลูกตุ้มกระทบลูกบอลและตกลงไปในภาชนะเล็กๆ ในรูปของกบปากอ้า โดยธรรมชาติแล้ว ผลกระทบสูงสุดของลูกตุ้มตกลงไปตามแนวราบต่อแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว จากลูกบอลที่พบในกบ เราสามารถระบุได้ว่าคลื่นแผ่นดินไหวมาจากไหน เครื่องมือดังกล่าวเรียกว่าเครื่องวัดแผ่นดินไหว มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันโดยให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ในขนาดมหึมาในพื้นที่ขนาดใหญ่ ในแคลิฟอร์เนีย (สหรัฐอเมริกา) มีเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนหลายพันเครื่องที่บันทึกด้วยลูกตุ้ม astatic บนกระจกทรงกลมที่ปกคลุมด้วยเขม่า โดยปกติแล้ว จะมองเห็นภาพที่ซับซ้อนของการเคลื่อนที่ของปลายลูกตุ้มบนกระจก ซึ่งสามารถแยกแยะการสั่นของคลื่นตามยาวได้ ซึ่งบ่งชี้ทิศทางไปยังแหล่งกำเนิด และแอมพลิจูดสูงสุดของวิถีการบันทึกให้แนวคิดเกี่ยวกับความแรงของแผ่นดินไหว ระยะเวลาของการสั่นของลูกตุ้มและการหน่วงถูกกำหนดในลักษณะที่จำลองพฤติกรรมของอาคารทั่วไปและด้วยเหตุนี้เพื่อประเมินความรุนแรงของแผ่นดินไหว ขนาดของแผ่นดินไหวกำหนดโดยลักษณะภายนอกของผลกระทบของการสั่นสะเทือนต่อมนุษย์ สัตว์ ต้นไม้ อาคารทั่วไป เฟอร์นิเจอร์ เครื่องใช้ ฯลฯ มีสเกลการให้คะแนนที่แตกต่างกัน ในสื่อใช้ "มาตราริกเตอร์" คำจำกัดความนี้ออกแบบมาสำหรับคนจำนวนมากและไม่สอดคล้องกับคำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์ ถูกต้องที่จะพูด - ขนาดของแผ่นดินไหวในระดับริกเตอร์ กำหนดโดยการวัดด้วยเครื่องมือโดยใช้เครื่องวัดแผ่นดินไหวและระบุลอการิทึมของอัตราการบันทึกสูงสุดตามเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องกับแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว ค่านี้แสดงพลังงานที่ปล่อยออกมาจากแรงสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นในแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหวตามเงื่อนไข

เครื่องวัดแผ่นดินไหวที่คล้ายกันถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2391 โดยอิตาลี Cacciatore ซึ่งลูกตุ้มและลูกบอลถูกแทนที่ด้วยปรอท ระหว่างการสั่นสะเทือนของพื้นดิน ปรอทจะถูกเทลงในภาชนะที่เว้นระยะห่างเท่าๆ กันตามแนวราบ ในรัสเซีย seismoscopes ของ S.V. Medvedev ถูกนำมาใช้ใน Armenia seismoscopes ของ AIS ของ A.G. Nazarov ซึ่งใช้ลูกตุ้มหลายตัวที่มีความถี่ต่างกัน พวกมันทำให้สามารถรับสเปกตรัมการสั่นไหวอย่างคร่าว ๆ เช่น การพึ่งพาแอมพลิจูดของบันทึกเกี่ยวกับความถี่การสั่นสะเทือนระหว่างแผ่นดินไหว นี่เป็นข้อมูลที่มีค่าสำหรับนักออกแบบอาคารป้องกันแผ่นดินไหว

เครื่องวัดแผ่นดินไหวครั้งแรกที่มีความสำคัญทางวิทยาศาสตร์ถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2422 ในญี่ปุ่นโดย Ewing น้ำหนักของลูกตุ้มเป็นวงแหวนเหล็กหล่อที่มีน้ำหนัก 25 กก. แขวนไว้บนลวดเหล็ก ความยาวรวมของลูกตุ้มเกือบ 7 เมตร เนื่องจากความยาวจึงได้โมเมนต์ความเฉื่อย 1156 กิโลกรัมּ m 2. บันทึกการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลูกตุ้มและพื้นบนกระจกรมควันที่หมุนรอบแกนตั้ง ความเฉื่อยครั้งใหญ่ช่วยลดผลกระทบจากการเสียดสีของปลายลูกตุ้มบนกระจก ในปี พ.ศ. 2432 นักสำรวจแผ่นดินไหวชาวญี่ปุ่นได้ตีพิมพ์คำอธิบายเกี่ยวกับเครื่องวัดแผ่นดินไหวในแนวนอน ซึ่งทำหน้าที่เป็นต้นแบบสำหรับเครื่องวัดแผ่นดินไหวจำนวนมาก เครื่องวัดแผ่นดินไหวที่คล้ายกันถูกสร้างขึ้นในประเทศเยอรมนีในปี พ.ศ. 2445-2458 ในการสร้างเครื่องวัดแผ่นดินไหวทางกล ปัญหาของการเพิ่มความไวสามารถแก้ไขได้ด้วยความช่วยเหลือของคันขยายของอาร์คิมิดีสเท่านั้น แรงเสียดทานระหว่างการบันทึกการแกว่งนั้นเอาชนะได้เนื่องจากลูกตุ้มจำนวนมาก ดังนั้นเครื่องวัดแผ่นดินไหวของ Wiechert จึงมีลูกตุ้มที่มีมวล 1,000 กิโลกรัม ในกรณีนี้ เพิ่มขึ้นเพียง 200 ในช่วงเวลาของการแกว่งที่บันทึกไว้ไม่เกินช่วงเวลาของลูกตุ้ม 12 วินาที เครื่องวัดแผ่นดินไหวแนวตั้งของ Wiechert ซึ่งมีน้ำหนักลูกตุ้มอยู่ที่ 1300 กก. มีมวลมากที่สุด แขวนอยู่บนสปริงเกลียวอันทรงพลังที่ทำจากลวดเหล็กขนาด 8 มม. ความไวคือ 200 สำหรับช่วงคลื่นไหวสะเทือนที่ไม่เกิน 5 วินาที Wiechert เป็นนักประดิษฐ์และผู้ออกแบบเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบกลไกที่ยอดเยี่ยม และสร้างเครื่องมือที่แตกต่างและชาญฉลาดขึ้นมากมาย การบันทึกการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของมวลเฉื่อยของลูกตุ้มและพื้นได้กระทำบนกระดาษรมควัน หมุนด้วยเทปต่อเนื่องโดยใช้กลไกนาฬิกา

เครื่องวัดแผ่นดินไหวพร้อมการลงทะเบียนกัลวาโนเมตริก

การปฏิวัติเทคนิคการวัดคลื่นไหวสะเทือนเกิดขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ที่เก่งกาจในด้านทัศนศาสตร์และคณิตศาสตร์ Prince B.B. Golitsyn เขาคิดค้นวิธีการบันทึกแผ่นดินไหวด้วยกระแสไฟฟ้า รัสเซียเป็นผู้ก่อตั้งเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่มีการลงทะเบียนแบบกัลวาโนเมตริกในโลก เป็นครั้งแรกในโลกที่เขาพัฒนาทฤษฎีเครื่องวัดแผ่นดินไหวในปี พ.ศ. 2445 สร้างเครื่องวัดแผ่นดินไหวและจัดสถานีแผ่นดินไหวแห่งแรกที่มีการติดตั้งเครื่องมือใหม่ เยอรมนีมีประสบการณ์ในการผลิตเครื่องวัดแผ่นดินไหวและเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบ Golitsyn เครื่องแรกถูกผลิตขึ้นที่นั่น อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์บันทึกเสียงได้รับการออกแบบและผลิตในการประชุมเชิงปฏิบัติการของ Russian Academy of Sciences ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก และจนถึงปัจจุบัน อุปกรณ์นี้มีคุณลักษณะเฉพาะทั้งหมดของผู้รับจดทะเบียนรายแรก ดรัมซึ่งยึดกระดาษภาพถ่ายซึ่งมีความยาวเกือบ 1 ม. และกว้าง 28 ซม. ถูกกำหนดให้เคลื่อนที่แบบหมุนโดยมีการเคลื่อนที่ในแต่ละครั้งตามระยะที่เลือกและเปลี่ยนตามงานการสังเกตตามแนวแกนของดรัม การแยกเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนและวิธีการบันทึกการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของมวลเฉื่อยของอุปกรณ์นั้นก้าวหน้าและประสบความสำเร็จอย่างมากจนเครื่องวัดแผ่นดินไหวดังกล่าวได้รับการยอมรับจากทั่วโลกเป็นเวลาหลายทศวรรษ B.B. Golitsyn แยกแยะข้อดีดังต่อไปนี้ของวิธีการลงทะเบียนใหม่

1. ความเป็นไปได้ของเทคนิคง่ายๆที่จะได้รับมากขึ้นในเวลานั้น ความไว .

2. ดำเนินการลงทะเบียนสำหรับ ระยะทางจากตำแหน่งของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือน ความห่างไกล ห้องแห้ง การเข้าถึงบันทึกคลื่นไหวสะเทือนสำหรับการประมวลผลเพิ่มเติมทำให้เกิดคุณภาพใหม่แก่กระบวนการสังเกตการณ์แผ่นดินไหวและการยกเว้นผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ต่อเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนโดยบุคลากรของสถานีคลื่นไหวสะเทือน

3. ความเป็นอิสระของคุณภาพการบันทึกจาก ล่องลอยเครื่องวัดแผ่นดินไหวเป็นศูนย์

ข้อได้เปรียบหลักเหล่านี้เป็นตัวกำหนดการพัฒนาและการใช้การขึ้นทะเบียนด้วยไฟฟ้าทั่วโลกเป็นเวลาหลายทศวรรษ

น้ำหนักของลูกตุ้มไม่มีบทบาทเช่นในเครื่องวัดแผ่นดินไหวทางกลอีกต่อไป มีเพียงปรากฏการณ์เดียวที่ต้องนำมาพิจารณา นั่นคือ ปฏิกิริยาแมกนีโตอิเล็กทริกของโครงกัลวาโนมิเตอร์ ซึ่งอยู่ในช่องว่างอากาศของแม่เหล็กถาวร ต่อลูกตุ้มเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือน ตามกฎแล้ว ปฏิกิริยานี้ลดการหน่วงของลูกตุ้ม ซึ่งนำไปสู่การกระตุ้นของการสั่นพิเศษของมันเอง ซึ่งทำให้รูปแบบคลื่นของคลื่นที่บันทึกไว้จากแผ่นดินไหวบิดเบี้ยวไป ดังนั้น B.B. Golitsyn จึงใช้ลูกตุ้มมวล 20 กก. เพื่อละเลยปฏิกิริยาย้อนกลับของกัลวาโนมิเตอร์ต่อเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือน

แผ่นดินไหวครั้งใหญ่ในปี 1948 ในอาชกาบัตกระตุ้นเงินทุนสำหรับการขยายเครือข่ายการสังเกตการณ์แผ่นดินไหวในสหภาพโซเวียต เพื่อติดตั้งสถานีคลื่นไหวสะเทือนทั้งเก่าและใหม่ ศาสตราจารย์ D.P. Kirnos ร่วมกับวิศวกร V.N. Soloviev ได้พัฒนาเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบกัลวาโนเมตริกของรุ่น SGK และ SVK ทั่วไปร่วมกับเครื่องวัดกระแสไฟฟ้า GK-VI งานนี้เริ่มต้นขึ้นภายในกำแพงของ Seismological Institute ของ USSR Academy of Sciences และการประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับเครื่องมือ อุปกรณ์ของ Kirnos โดดเด่นด้วยการศึกษาทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคอย่างละเอียดถี่ถ้วน เทคนิคการสอบเทียบและการใช้งานได้สมบูรณ์แบบ ซึ่งรับรองความถูกต้องแม่นยำสูง (ประมาณ 5%) ของแอมพลิจูดและการตอบสนองความถี่เฟส (AFC) เมื่อบันทึกเหตุการณ์ สิ่งนี้ทำให้นักแผ่นดินไหววิทยาสามารถตั้งค่าและแก้ปัญหาไม่เพียงแต่เกี่ยวกับจลนศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัญหาไดนามิกเมื่อตีความบันทึกด้วย ด้วยวิธีนี้โรงเรียนของ D.P. Kirnos แตกต่างไปจากโรงเรียนอเมริกันที่มีเครื่องดนตรีคล้ายคลึงกัน D.P. Kirnos ปรับปรุงทฤษฎีของเครื่องวัดแผ่นดินไหวด้วยการลงทะเบียนแบบกัลวาโนเมทริกโดยแนะนำสัมประสิทธิ์การมีเพศสัมพันธ์ของเครื่องวัดคลื่นแผ่นดินไหวและกัลวาโนมิเตอร์ ซึ่งทำให้สามารถสร้างการตอบสนองความถี่แอมพลิจูดของเครื่องวัดแผ่นดินไหวเพื่อบันทึกการกระจัดพื้นได้ อันดับแรกในช่วง 0.08 - 5 Hz จากนั้นในแถบความถี่ 0.05 - 10 Hz โดยใช้เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบ SKD ที่พัฒนาขึ้นใหม่ ในกรณีนี้ เรากำลังพูดถึงการแนะนำการตอบสนองความถี่บรอดแบนด์ในการวัดคลื่นไหวสะเทือน

เครื่องวัดแผ่นดินไหวแบบเครื่องกลของรัสเซีย

หลังจากภัยพิบัติใน Severo-Kurilsk รัฐบาลได้ออกพระราชกฤษฎีกาในการจัดตั้งบริการเตือนภัยสึนามิใน Kamchatka, Sakhalin และ Kuril Islands การดำเนินการตามพระราชกฤษฎีกาได้รับมอบหมายให้ Academy of Sciences, USSR Hydrometeorological Service และกระทรวงคมนาคม ในปีพ.ศ. 2502 คณะกรรมการได้ถูกส่งไปยังภูมิภาคนี้เพื่อชี้แจงสถานการณ์ในพื้นที่ Petropavlovsk Kamchatsky, Severo-Kurilsk, Yuzhno-Kurilsk, ซาคาลิน วิธีการขนส่ง - เครื่องบิน LI-2 (อดีตดักลาส) เรือกลไฟที่ยกขึ้นจากก้นทะเลและซ่อมแซมเรือ เที่ยวบินแรกกำหนดไว้สำหรับเวลา 06:00 น. คณะกรรมการไปถึงสนามบิน "Khalatyrka" (Petropavlovsk-Kamchatsky) ตรงเวลา แต่เครื่องบินขึ้นก่อน - ท้องฟ้าเหนือชุมชูเปิดออก สองสามชั่วโมงต่อมา พบสินค้า LI-2 และมีการลงจอดอย่างปลอดภัยบนแถบฐานที่มีสนามบินใต้ดินซึ่งสร้างโดยชาวญี่ปุ่น ชุมชูเป็นเกาะที่อยู่เหนือสุดในกลุ่มคูริล เฉพาะทางตะวันตกเฉียงเหนือจากน่านน้ำของทะเลโอค็อตสค์เท่านั้นที่มีกรวยภูเขาไฟแอดิเลดที่สวยงามขึ้น เกาะดูแบนราบราวกับแพนเค้กหนาทึบท่ามกลางน้ำทะเล บนเกาะส่วนใหญ่เป็นทหารรักษาการณ์ชายแดน คณะกรรมาธิการมาถึงท่าเรือทิศตะวันตกเฉียงใต้ เรือของกองทัพเรือกำลังรออยู่ที่นั่นซึ่งแล่นด้วยความเร็วสูงไปยังท่าเรือ Severo-Kurilsk บนดาดฟ้า นอกจากค่าคอมมิชชั่นแล้ว ยังมีผู้โดยสารอีกหลายคน ที่ด้านข้าง กะลาสีและหญิงสาวกำลังคุยกันอย่างกระตือรือร้น เรือเต็มความเร็วบินลงสู่พื้นที่น้ำของท่าเรือ คนขับบนโทรเลขแบบธรรมดาส่งสัญญาณไปที่ห้องเครื่อง: "Ding-ding" และ "Ding-ding" อีกอัน - ไม่มีผล! ทันใดนั้น กะลาสีเรือที่ด้านข้างก็บินก้มหน้าก้มตา ค่อนข้างช้า - เรือตัดค่อนข้างแรงในราวไม้ของเรือใบตกปลา ชิปปลิว คนเกือบล้ม กะลาสีเรือจอดเรืออย่างเงียบ ๆ โดยไม่มีอารมณ์ใด ๆ นั่นคือความเฉพาะเจาะจงของการบริการในตะวันออกไกล

มีทุกอย่างในการเดินทาง: ฝนตกปรอยๆ หยดน้ำที่ร่วงหล่นลงมาเกือบขนานกับพื้น ไผ่ขนาดเล็กและแข็ง - ที่อยู่อาศัยของหมี และ "ถุงสาย" ขนาดใหญ่ที่บรรทุกผู้โดยสาร (ผู้หญิงที่มีเด็กอยู่ใน ศูนย์กลาง) และยกขึ้นด้วยเครื่องกว้านไอน้ำไปที่ดาดฟ้าของเรือที่ได้รับการบูรณะเนื่องจากคลื่นพายุขนาดใหญ่และรถบรรทุก GAZ-51 ในพื้นที่เปิดซึ่งคณะกรรมาธิการได้ข้ามเกาะ Kunashir จากมหาสมุทรแปซิฟิกไปยังชายฝั่ง Okhotsk และ ซึ่งหมุนไปหลายครั้งในแอ่งน้ำขนาดใหญ่ครึ่งทาง - ล้อหน้าเป็นกาวอันเดียว ล้อหลังอยู่อีกอันหนึ่ง - จนกระทั่งถึงตอนนั้น จนกระทั่งร่องได้รับการแก้ไขด้วยพลั่วธรรมดาและแนวกระดานโต้คลื่นที่ทางเข้าลำธารวางไข่ทำเครื่องหมาย ด้วยคาเวียร์แซลมอนสีแดงต่อเนื่อง

คณะกรรมาธิการพบว่าจนถึงขณะนี้ เครื่องมือวัดคลื่นไหวสะเทือนเพียงเครื่องเดียวที่สามารถตอบสนองงานบริการเตือนภัยสึนามิได้ เป็นเพียงเครื่องวัดแผ่นดินไหวเชิงกลที่มีการลงทะเบียนบนกระดาษสีเขม่าเท่านั้น เครื่องวัดแผ่นดินไหวได้รับการพัฒนาในห้องปฏิบัติการเครื่องวัดแผ่นดินไหวของสถาบันฟิสิกส์ของโลก Academy of Sciences เครื่องวัดแผ่นดินไหวที่มีกำลังขยายต่ำ 7 และเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่มีกำลังขยาย 42 ได้จัดเตรียมไว้เพื่อติดตั้งสถานีสึนามิที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษ ถังกระดาษรมควันถูกขับเคลื่อนด้วยกลไกนาฬิกาสปริง น้ำหนักของมวลของเครื่องวัดแผ่นดินไหวด้วยกำลังขยาย 42 ถูกรวบรวมจากจานเหล็กและมีจำนวน 100 กิโลกรัม ซึ่งเป็นการสิ้นสุดยุคของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบเครื่องกล

การประชุมของรัฐสภา Academy of Sciences ที่อุทิศให้กับการดำเนินการตามพระราชกฤษฎีการัฐบาลได้จัดขึ้น ประธานนักวิชาการ Nesmeyanov ที่มีใบหน้าขนาดใหญ่โอฬารและดำขำ Topchiev นักวิชาการ - เลขานุการสั้น ๆ สมาชิกของรัฐสภา E.F.Savarensky นักแผ่นดินไหววิทยาที่มีชื่อเสียงได้รายงาน โดยสาธิตภาพถ่ายแบบเต็มความยาวของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบกลไก [Kirnos D.P. , Rykov A.V., 1961] นักวิชาการ Artsimovich เข้าร่วมการอภิปราย: "ปัญหาสึนามิแก้ไขได้ง่ายโดยการย้ายวัตถุทั้งหมดบนชายฝั่งให้สูงกว่า 30 เมตร!" . ในเชิงเศรษฐกิจ สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้และปัญหาของหน่วยของกองเรือแปซิฟิกไม่ได้รับการแก้ไข

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ยุคของเครื่องวัดแผ่นดินไหวอิเล็กทรอนิกส์เริ่มต้นขึ้น ทรานสดิวเซอร์แบบพาราเมตริกวางอยู่บนลูกตุ้มของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนในเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบอิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาได้ชื่อมาจากคำว่า - พารามิเตอร์ ความจุของตัวเก็บประจุอากาศ, ค่ารีแอกแตนซ์เหนี่ยวนำของหม้อแปลงความถี่สูง, ความต้านทานของโฟโตรีซีสเตอร์, ค่าการนำไฟฟ้าของโฟโตไดโอดภายใต้ลำแสง LED, เซ็นเซอร์ Hall และทุกสิ่งที่ผู้ประดิษฐ์เครื่องวัดแผ่นดินไหวอิเล็กทรอนิกส์ได้รับ สามารถใช้เป็นพารามิเตอร์ตัวแปรได้ ในบรรดาเกณฑ์การคัดเลือก เกณฑ์หลักกลายเป็นความเรียบง่ายของอุปกรณ์, ความเป็นเส้นตรง, ระดับเสียงรบกวนภายในต่ำ, ประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟ ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องวัดแผ่นดินไหวทางอิเล็กทรอนิกส์เหนือเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่มีการลงทะเบียนทางไฟฟ้าคือ a) การตอบสนองความถี่ที่ลดลงต่อความถี่ต่ำเกิดขึ้น ขึ้นอยู่กับความถี่ของสัญญาณ f ไม่ใช่ f^3 แต่เป็น f^2 - ช้ากว่ามาก b) เป็นไปได้ที่จะใช้เอาต์พุตทางไฟฟ้าของเครื่องวัดแผ่นดินไหวในเครื่องบันทึกที่ทันสมัยและที่สำคัญที่สุดในการใช้เทคโนโลยีดิจิทัลในการวัด สะสมและประมวลผลข้อมูล c) ความสามารถในการมีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนทั้งหมดโดยใช้ การควบคุมป้อนกลับอัตโนมัติที่รู้จักกันดี (OS ) [Rykov A.V. , 1963] อย่างไรก็ตาม จุด c) มีการใช้งานเฉพาะในการวัดคลื่นไหวสะเทือน ด้วยความช่วยเหลือของระบบปฏิบัติการ การตอบสนองความถี่ ความไว ความแม่นยำ และความเสถียรของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนจะเกิดขึ้น มีการค้นพบวิธีการเพิ่มระยะเวลาการแกว่งของลูกตุ้มด้วยความช่วยเหลือของผลป้อนกลับเชิงลบ ซึ่งไม่เป็นที่รู้จักในการควบคุมอัตโนมัติหรือการวัดคลื่นไหวสะเทือนที่มีอยู่ในโลก [Rykov A.V.,]

ในรัสเซีย ปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นของความไวเฉื่อยของเครื่องวัดแผ่นดินไหวในแนวตั้งและแนวนอนเป็นความไวของแรงโน้มถ่วงเมื่อความถี่สัญญาณลดลง [Rykov AV, 1979] ถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจน ที่ความถี่สัญญาณสูง พฤติกรรมเฉื่อยของลูกตุ้มเหนือกว่า ที่ความถี่ต่ำมาก ผลกระทบเฉื่อยจะลดลงมากจนสัญญาณความโน้มถ่วงกลายเป็นเด่น มันหมายความว่าอะไร? ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการแกว่งตัวในแนวดิ่งของพื้นดิน แรงเฉื่อยทั้งสองเกิดขึ้น บังคับให้ลูกตุ้มรักษาตำแหน่งในอวกาศ และการเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วงอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงระยะห่างของอุปกรณ์จากศูนย์กลางของโลก ด้วยระยะห่างระหว่างมวลกับศูนย์กลางของโลกที่เพิ่มขึ้น แรงโน้มถ่วงจะลดลง และมวลจะได้รับแรงเพิ่มเติมที่จะยกลูกตุ้มขึ้น และในทางกลับกัน เมื่อลดระดับอุปกรณ์ลง มวลจะได้รับแรงเพิ่มเติมและลดระดับลง

สำหรับความถี่สูงของการสั่นสะเทือนของพื้นดิน แรงเฉื่อยจะมากกว่าแรงโน้มถ่วงหลายเท่า ที่ความถี่ต่ำ สิ่งที่ตรงกันข้ามคือความจริง - ความเร่งมีขนาดเล็กมาก และผลกระทบเฉื่อยนั้นน้อยมากในทางปฏิบัติ และผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วงสำหรับลูกตุ้มเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนจะมากกว่าหลายเท่า สำหรับเครื่องวัดแผ่นดินไหวแนวนอน ปรากฏการณ์เหล่านี้จะปรากฎขึ้นเมื่อแกนแกว่งของลูกตุ้มเบี่ยงเบนจากแนวดิ่ง ซึ่งถูกกำหนดโดยแรงโน้มถ่วงเดียวกัน เพื่อความชัดเจน การตอบสนองความถี่แอมพลิจูดของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแนวตั้งจะแสดงในรูปที่ 1 แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าความไวของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนจะเปลี่ยนจากแรงเฉื่อยเป็นแรงโน้มถ่วงได้อย่างไรด้วยความถี่สัญญาณที่ลดลง เป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายข้อเท็จจริงที่ว่าเครื่องวัดแรงโน้มถ่วงและเครื่องวัดคลื่นแผ่นดินไหวสามารถบันทึกกระแสน้ำจากดวงจันทร์ได้ ตามประเพณี จำเป็นต้องขยายเส้น "ความเร็ว" ให้มีความอ่อนไหวต่ำซึ่งกระแสน้ำมีระยะเวลา สูงสุด 25 ชั่วโมงและแอมพลิจูด 0.3 เมตรในมอสโกไม่สามารถค้นพบได้ ตัวอย่างของการบันทึกกระแสน้ำและความเอียงในคลื่นน้ำขึ้นน้ำลงแสดงในรูปที่ 2 ที่นี่ Z เป็นบันทึกการกระจัดของพื้นผิวโลกในมอสโกเป็นเวลา 45 ชั่วโมง H คือบันทึกการเอียงในคลื่นยักษ์ จะเห็นได้ชัดเจนว่าความชันสูงสุดไม่ตกบนโคกน้ำขึ้นน้ำลง แต่อยู่บนความชันของคลื่นยักษ์

ดังนั้น ลักษณะเฉพาะของเครื่องวัดแผ่นดินไหวแบบอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่คือการตอบสนองความถี่บรอดแบนด์ตั้งแต่ 0 ถึง 10 Hz ของการสั่นของพื้นผิวโลก และวิธีการดิจิตอลในการวัดการสั่นเหล่านี้ ข้อเท็จจริงที่ Bennioff ในปี 1964 สังเกตการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของโลกหลังจากเกิดแผ่นดินไหวรุนแรงโดยใช้เครื่องวัดความเครียด (strainmeters) ในปัจจุบันมีให้ใช้งานสำหรับเครื่องวัดแผ่นดินไหวแบบอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป (แผ่นดินไหวที่ใหญ่ที่สุดที่บันทึกไว้ในสหรัฐอเมริกาคือขนาด 9.2 ที่กระทบต่อ Prince William Sound มลรัฐอะแลสกา วันศุกร์ดีที่ 28 มีนาคม 2507 ผลที่ตามมาของแผ่นดินไหวครั้งนั้นยังมองเห็นได้ชัดเจนรวมถึงในพื้นที่กว้างใหญ่ของป่าที่สูญพันธุ์เนื่องจากพื้นที่บางส่วนถูกลดระดับลงในระยะทาง 500 กม. ในบางกรณีสูงถึง 16 ม. และ น้ำทะเลลงไปในน้ำบาดาลหลายแห่ง ทำให้ป่าไม้ตาย หมายเหตุ เอ็ด.)

รูปที่ 3 แสดงการสั่นในแนวรัศมี (แนวตั้ง) ของโลกบนโทนเสียงพื้นฐานใน 3580 วินาที หลังเกิดแผ่นดินไหว

รูปที่ 3 ส่วนประกอบแนวตั้ง Z และแนวนอน H ของบันทึกการสั่นสะเทือนหลังแผ่นดินไหวในอิหร่าน 14 มีนาคม 2541 M = 6.9 จะเห็นได้ว่าการสั่นสะเทือนในแนวรัศมีมีชัยเหนือการสั่นสะเทือนแบบบิดซึ่งมีการวางแนวในแนวนอน

มาแสดงในรูปที่ 4 ว่าแผ่นดินไหวแบบรุนแรงที่มีสามองค์ประกอบเป็นอย่างไรหลังจากแปลงไฟล์ดิจิทัลเป็นไฟล์ภาพ

รูปที่ 4 ตัวอย่างการบันทึกแผ่นดินไหวแบบดิจิทัลในอินเดีย M=7.9, 01/26/2001 ได้รับที่สถานีบรอดแบนด์ถาวร KSESH-R

การมาถึงของคลื่นตามยาวสองคลื่นครั้งแรกจะมองเห็นได้ชัดเจนในระยะเวลาสูงสุด 25 นาที จากนั้นบนเครื่องวัดแผ่นดินไหวแนวนอนจะพบคลื่นตามขวางที่เวลาประมาณ 28 นาที และคลื่นแห่งความรักที่ 33 นาที บนองค์ประกอบแนวตั้งตรงกลางไม่มีคลื่นความรัก (เป็นแนวนอน) และในเวลาต่อมา คลื่น Rayleigh เริ่มต้น (38 นาที) ซึ่งมองเห็นได้ทั้งบนเส้นแนวนอนและแนวตั้ง

ในรูปที่ 3 .4 คุณจะเห็นเครื่องวัดแผ่นดินไหวแนวตั้งแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย ​​ซึ่งแสดงตัวอย่างการบันทึกระดับน้ำ การสั่นตามธรรมชาติของโลก และบันทึกการเกิดแผ่นดินไหวที่รุนแรง องค์ประกอบโครงสร้างหลักของลูกตุ้มแนวตั้งนั้นมองเห็นได้ชัดเจน: แผ่นมวลสองแผ่นที่มีน้ำหนักรวม 2 กก., สปริงทรงกระบอกสองอันเพื่อชดเชยแรงโน้มถ่วงของโลกและยึดมวลของลูกตุ้มไว้ในตำแหน่งแนวนอน ระหว่างมวลบนฐานของอุปกรณ์นั้นมีแม่เหล็กทรงกระบอกในช่องว่างอากาศซึ่งมีขดลวดเข้ามา ขดลวดรวมอยู่ในการออกแบบลูกตุ้ม ตรงกลาง "มองออกไป" บอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ของตัวแปลงคาปาซิทีฟ คอนเดนเซอร์อากาศอยู่ด้านหลังแม่เหล็กและมีขนาดเล็ก พื้นที่ของตัวเก็บประจุเพียง 2 ซม. (+2) แม่เหล็กที่มีขดลวดถูกใช้เพื่อบังคับลูกตุ้มโดยใช้ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับการกระจัด ความเร็ว และส่วนประกอบสำคัญของการกระจัด OS ให้การตอบสนองความถี่ดังแสดงในรูปที่ 1 ความเสถียรของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนตลอดเวลาและความแม่นยำสูงในการวัดการสั่นสะเทือนของพื้นดินในลำดับที่ร้อยเปอร์เซ็นต์

ภาพที่ 34 เครื่องวัดแผ่นดินไหวแนวตั้งของการติดตั้ง KSESH-R โดยถอดเคสออก

ในทางปฏิบัติระหว่างประเทศ เครื่องวัดแผ่นดินไหวของ Wieland-Strekaizen ได้รับการยอมรับและมีการกระจายอย่างกว้างขวาง เครื่องมือเหล่านี้ถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานสำหรับเครือข่ายการสังเกตการณ์แผ่นดินไหวดิจิทัล (IRIS) ของโลก การตอบสนองความถี่ของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบ IRIS จะคล้ายกับการตอบสนองความถี่ที่แสดงในรูปที่ 1 ความแตกต่างคือสำหรับความถี่ที่น้อยกว่า 0.0001 เฮิรตซ์ เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนของ Wieland จะถูก "ยึด" มากกว่าโดยฟีดแบ็คแบบบูรณาการ ซึ่งนำไปสู่ความเสถียรทางเวลามากขึ้น แต่ความไวที่ความถี่ต่ำพิเศษลดลงเมื่อเทียบกับเครื่องวัดแผ่นดินไหวของ KSESh ประมาณ 3 เท่า

เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบอิเล็กทรอนิกส์สามารถค้นพบสิ่งมหัศจรรย์ที่แปลกใหม่ที่อาจยังโต้แย้งได้ ศาสตราจารย์อี.เอ็ม. ลินคอฟ แห่งมหาวิทยาลัยปีเตอร์ฮอฟ โดยใช้เครื่องวัดแผ่นดินไหวแนวตั้งแบบแมกนีตรอน ตีความการสั่นที่มีคาบ 5 - 20 วันว่าเป็นการสั่นแบบ "ลอย" ของโลกในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ ระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ยังคงเป็นแบบดั้งเดิม และโลกสั่นเล็กน้อยราวกับว่าอยู่บนผิวของทรงรีที่มีแอมพลิจูดสองเท่าสูงถึง 400 ไมครอน มีความเชื่อมโยงระหว่างความผันผวนเหล่านี้กับกิจกรรมสุริยะ [ดูเพิ่มเติม Ref. 22]

ดังนั้นเครื่องวัดแผ่นดินไหวจึงได้รับการปรับปรุงอย่างแข็งขันในช่วงศตวรรษที่ 20 จุดเริ่มต้นของการปฏิวัติกระบวนการนี้ถูกวางโดย Prince Boris Borisovich Golitsyn นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย ถัดไป เราสามารถคาดหวังเทคโนโลยีใหม่ในวิธีการวัดแรงเฉื่อยและความโน้มถ่วง เป็นไปได้ว่ามันเป็นเครื่องวัดแผ่นดินไหวแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในจักรวาลได้ในที่สุด

วรรณกรรม

1. โกลิทซิน บี. อิซวี คณะกรรมการแผ่นดินไหวถาวร AN 2, c. 2, 1906.

2. โกลิทซิน บี.บี. อิซวี คณะกรรมการแผ่นดินไหวถาวร AN 3, c. 1 พ.ศ. 2450

3. โกลิทซิน บี.บี. อิซวี คณะกรรมการแผ่นดินไหวถาวร AN 4, c. 2, 1911.

4. Golitsyn B. บรรยายเรื่องคลื่นไหวสะเทือน ed. AN เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก 2455

5. E.F.Savarensky, D.P.Kirnos, Elements of seismology และ seismometry เอ็ด ประการที่สอง แก้ไข รัฐ เอ็ด เทค.-ทฤษฎี. ล.ม.1955

6. อุปกรณ์และวิธีการสังเกตแผ่นดินไหวในสหภาพโซเวียต สำนักพิมพ์ "วิทยาศาสตร์", M. 1974

7. ดีพี เคอร์นอส การดำเนินการของธรณีฟิสิกส์ สถาบัน Academy of Sciences of the USSR, ฉบับที่ 27 (154), 1955

8. D.P.Kirnos และ A.V.Rykov อุปกรณ์ป้องกันแผ่นดินไหวความเร็วสูงพิเศษสำหรับการเตือนภัยสึนามิ วัว. สภาแผ่นดินไหว "ปัญหาสึนามิ" ครั้งที่ 9 พ.ศ. 2504

9. A.V. ไรคอฟ อิทธิพลของข้อเสนอแนะต่อพารามิเตอร์ของลูกตุ้ม อิซวี สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียต ser. จีโอฟิซ, ฉบับที่ 7, 2506

10. A.V. ไรคอฟ ว่าด้วยปัญหาการสังเกตการสั่นของโลก อุปกรณ์ วิธีการ และผลการสังเกตคลื่นไหวสะเทือน ม. "วิทยาศาสตร์", ส. "เครื่องมือวัดแผ่นดินไหว" เลขที่ 12, 1979

11. A.V. ไรคอฟ เครื่องวัดแผ่นดินไหวและการสั่นสะเทือนของโลก อิซวี Russian Academy of Sciences, ser. ฟิสิกส์ของโลก, ม., "วิทยาศาสตร์", 1992

12. Wieland E.. , Streckeisen G. เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบแหนบ - การออกแบบและประสิทธิภาพ // Bull.Seismol..Soc. อาเมร์., 1982. ฉบับที่ 72. หน้า 2349-2367.

13. วีแลนด์ อี. สไตน์ เจ.เอ็ม. เครื่องวัดแผ่นดินไหวแบบวงกว้างแบบดิจิตอล // Ann.ธรณีฟิสิกส์ เซอร์ ข. 2529. ฉบับ. 4 หมายเลข 3 หน้า 227 - 232.

14. A.V. Rykov, I.P. Bashilov. ชุดเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบดิจิตอลอัลตร้าไวด์แบนด์ นั่ง. "เครื่องมือวัดแผ่นดินไหว" เลขที่ 27, M., สำนักพิมพ์ของ OIPH RAS, 1997

15. K. Krylov แผ่นดินไหวรุนแรงในซีแอตเทิล 28 กุมภาพันธ์ 2544 http://www.pereplet.ru/nauka/1977.html

16. K. Krylov แผ่นดินไหวครั้งใหญ่ในอินเดีย http://www.pereplet.ru/cgi/nauka.cgi?id=1549#1549

17. http://earthquake.usgs.gov/ 21. http://neic.usgs.gov/neis/eqlists/10maps_world.html นี่คือแผ่นดินไหวที่รุนแรงที่สุดในโลก

22. http://www.pereplet.ru/cgi/nauka.cgi?id=1580#1580 แผ่นดินไหวที่ลางร้ายในพื้นที่ใกล้โลก - บทความใหม่ปรากฏในนิตยสาร Urania (ในภาษารัสเซียและภาษาอังกฤษ) งานของพนักงาน MEPHI นั้นอุทิศให้กับการทำนายแผ่นดินไหวโดยอิงจากการสังเกตการณ์จากดาวเทียม

เครื่องวัดแผ่นดินไหว- อุปกรณ์ที่บันทึกการสั่นสะเทือนของพื้นดินระหว่างเกิดแผ่นดินไหว ปัจจุบันเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน เครื่องวัดแผ่นดินไหวสมัยใหม่มีรุ่นก่อน เครื่องวัดแผ่นดินไหวครั้งแรกถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 132 ในประเทศจีน และเครื่องวัดแผ่นดินไหวจริงปรากฏขึ้นในปี 1890 เครื่องวัดแผ่นดินไหวที่ทันสมัยใช้คุณสมบัติของความเฉื่อย (คุณสมบัติในการรักษาสภาพเดิมของการพักผ่อนหรือการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ) เป็นครั้งแรกที่มีการสังเกตการณ์ด้วยเครื่องมือต่างๆ ในประเทศจีน โดยในปี ค.ศ. 132 Chang-Khen ได้คิดค้นเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนซึ่งเป็นเรือที่ประดิษฐ์ขึ้นอย่างชำนาญ ที่ด้านนอกของภาชนะที่มีลูกตุ้มวางอยู่ข้างใน หัวของมังกรที่ถือลูกบอลอยู่ในปากของพวกมันถูกแกะสลักเป็นวงกลม ในระหว่างการแกว่งของลูกตุ้มจากแผ่นดินไหว ลูกบอลอย่างน้อยหนึ่งลูกตกลงไปที่ปากที่เปิดอยู่ของกบ วางไว้ที่ฐานของภาชนะในลักษณะที่กบสามารถกลืนพวกมันได้ เครื่องวัดแผ่นดินไหวที่ทันสมัยคือชุดเครื่องมือที่บันทึกการสั่นสะเทือนของพื้นดินระหว่างเกิดแผ่นดินไหวและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่บันทึกบนเครื่องวัดแผ่นดินไหวในรูปแบบแอนะล็อกและดิจิทัล อย่างไรก็ตามเมื่อก่อนองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนหลักคือลูกตุ้มที่รับน้ำหนัก

คลื่นไหวสะเทือนเคลื่อนผ่านไปภายในโลกในสถานที่ซึ่งไม่สามารถสังเกตได้ ทุกสิ่งที่พวกเขาพบระหว่างทางเปลี่ยนแปลงพวกเขาไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ดังนั้น การวิเคราะห์คลื่นไหวสะเทือนช่วยอธิบายโครงสร้างภายในของโลกได้ชัดเจน

เครื่องวัดแผ่นดินไหวสามารถใช้เพื่อประเมินพลังงานของแผ่นดินไหวได้ แผ่นดินไหวที่ค่อนข้างอ่อนจะปล่อยพลังงานออกมาตามคำสั่ง 10,000 กก./ม. กล่าวคือ เพียงพอที่จะยกของที่มีน้ำหนัก 10 ตันให้สูง 1 ม. ระดับพลังงานนี้ถือเป็นศูนย์แผ่นดินไหวที่มีพลังงานมากกว่า 100 เท่าจะเท่ากับ 1 และอีก 100 เท่ามีพลังมากขึ้นเท่ากับ 2 หน่วยของมาตราส่วน มาตราส่วนดังกล่าวเรียกว่ามาตราส่วนริกเตอร์เพื่อเป็นเกียรติแก่นักแผ่นดินไหววิทยาชาวอเมริกันผู้มีชื่อเสียงจากแคลิฟอร์เนีย ซี. ริกเตอร์ ตัวเลขในมาตราส่วนดังกล่าวเรียกว่าขนาดและแสดงโดย M ในตัวมาตราส่วนนั้นไม่มีขีดจำกัดบน ด้วยเหตุนี้จึงเรียกมาตราส่วนริกเตอร์ว่าเปิด ในความเป็นจริง โลกสร้างขีดจำกัดบนที่ใช้งานได้จริง แผ่นดินไหวรุนแรงที่สุดที่บันทึกไว้มีขนาด 8.9 แผ่นดินไหวสองครั้งดังกล่าวได้รับการบันทึกไว้ตั้งแต่เริ่มต้นการสังเกตด้วยเครื่องมือทั้งสองข้างใต้มหาสมุทร เหตุการณ์หนึ่งเกิดขึ้นในปี 1933 นอกชายฝั่งของญี่ปุ่น อีกเรื่องหนึ่งเกิดขึ้นในปี 1906 นอกชายฝั่งเอกวาดอร์ ดังนั้นขนาดของแผ่นดินไหวจึงเป็นตัวกำหนดปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดในทุกทิศทาง ค่านี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความลึกของแหล่งกำเนิด หรือระยะห่างจากจุดสังเกต ความแรงของการเกิดแผ่นดินไหวไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับความลึกของแหล่งกำเนิดด้วย (ยิ่งแหล่งกำเนิดอยู่ใกล้พื้นผิวมากเท่าใด ความแรงของการเกิดแผ่นดินไหวก็จะยิ่งมากขึ้น) ขึ้นกับคุณภาพของดิน (ยิ่งหลวมและไม่เสถียร ดินยิ่งมีความแข็งแกร่งของการสำแดง) แน่นอนว่าคุณภาพของอาคารภาคพื้นดินก็มีความสำคัญเช่นกัน ความแรงของการเกิดแผ่นดินไหวบนพื้นผิวโลกถูกกำหนดโดยมาตราส่วน Mercalli เป็นจุด คะแนนจะถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวเลขตั้งแต่ I ถึง XII

อุปกรณ์บันทึกการสั่นสะเทือนของพื้นผิวโลกระหว่างแผ่นดินไหวหรือการระเบิด

แอนิเมชั่น

คำอธิบาย

Seismographs (SF) ใช้สำหรับตรวจจับและบันทึกคลื่นไหวสะเทือนทุกประเภท หลักการทำงานของ SF สมัยใหม่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของความเฉื่อย SF ใด ๆ ประกอบด้วยเครื่องรับคลื่นไหวสะเทือนหรือเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนและอุปกรณ์บันทึก (บันทึก) ส่วนหลักของ SF คือตัวเฉื่อย - โหลดที่แขวนอยู่บนสปริงจากโครงยึดซึ่งยึดติดกับตัวเครื่องอย่างแน่นหนา (รูปที่ 1)

มุมมองทั่วไปของเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่ง่ายที่สุดสำหรับการบันทึกการสั่นในแนวตั้ง

ข้าว. หนึ่ง

ร่างกายของ SF ถูกตรึงในหินแข็งและดังนั้นจึงเคลื่อนที่ได้ในระหว่างที่เกิดแผ่นดินไหว และเนื่องจากคุณสมบัติของความเฉื่อย ลูกตุ้มจึงล่าช้าหลังการเคลื่อนที่ของดิน เพื่อให้ได้บันทึกการสั่นไหวของคลื่นไหวสะเทือน (seismograms) ให้ใช้ดรัมบันทึกที่มีเทปกระดาษหมุนด้วยความเร็วคงที่ซึ่งติดอยู่กับลำตัวของ SF และใช้ปากกาที่เชื่อมต่อกับลูกตุ้ม (ดูรูปที่ 1) เวกเตอร์การกระจัดของพื้นผิวโลกถูกกำหนดโดยส่วนประกอบแนวนอนและแนวตั้ง ดังนั้น ระบบใดๆ สำหรับการสังเกตแผ่นดินไหวจึงประกอบด้วยเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแนวนอน (สำหรับบันทึกการเคลื่อนที่ตามแนวแกน X, Y) และแนวตั้ง (สำหรับการบันทึกการเคลื่อนที่ตามแนวแกน Z)

สำหรับเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนมักใช้ลูกตุ้มซึ่งศูนย์กลางการแกว่งซึ่งยังคงค่อนข้างสงบหรือล่าช้าหลังการเคลื่อนที่ของพื้นผิวโลกที่สั่นไหวและแกนแขวนที่เกี่ยวข้อง ระดับส่วนที่เหลือของศูนย์แกว่ง geophone มีลักษณะการทำงานและถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของช่วงเวลา T p ของการสั่นของดินต่อช่วงเวลา T ของการแกว่งตามธรรมชาติของลูกตุ้ม geophone หาก T p ¤ T มีขนาดเล็ก แสดงว่าศูนย์กลางของการแกว่งนั้นแทบจะเคลื่อนที่ไม่ได้และการสั่นของดินจะทำซ้ำโดยไม่ผิดเพี้ยน ที่ T p ¤ T ใกล้กับ 1 อาจมีการบิดเบือนเนื่องจากการสะท้อน ที่ค่าขนาดใหญ่ของ T p ¤ T เมื่อการเคลื่อนที่ของดินช้ามาก คุณสมบัติของความเฉื่อยจะไม่ปรากฏขึ้น ศูนย์การแกว่งจะเคลื่อนที่ไปเกือบโดยรวมกับดิน และเครื่องรับแผ่นดินไหวจะหยุดบันทึกการสั่นสะเทือนของดิน เมื่อบันทึกการแกว่งในการสำรวจคลื่นไหวสะเทือน ช่วงเวลาของการแกว่งตามธรรมชาติคือหลายร้อยหรือสิบของวินาที เมื่อบันทึกการสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวในพื้นที่ ระยะเวลาอาจอยู่ที่ ~ 1 วินาที และสำหรับแผ่นดินไหวที่อยู่ห่างไกลออกไปหลายพันกิโลเมตร ควรใช้เวลา 10 วินาที

หลักการทำงานของ SF สามารถอธิบายได้ด้วยสมการต่อไปนี้ ให้วัตถุมวล M แขวนอยู่บนสปริง เมื่อดินเคลื่อนขึ้นตามค่า Z ตามแกน Z (การเคลื่อนที่ตามการแปล) มวล M จะล้าหลังเนื่องจากแรงเฉื่อยและเลื่อนแกน Z ลงตามค่า z (การเคลื่อนที่สัมพัทธ์) ซึ่งสร้างแรงดึงในสปริง - cz (c คือความแข็งของสปริง) แรงนี้ระหว่างการเคลื่อนไหวจะต้องสมดุลโดยแรงเฉื่อยของการเคลื่อนไหวแบบสัมบูรณ์:

M d 2 z¤ dt 2 = - cz,

โดยที่ z = Z - z

จากสมการนี้จะเป็นดังนี้:

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

ซึ่งการแก้ปัญหาเกี่ยวข้องกับการกระจัดของดินที่แท้จริง Z กับ z ที่สังเกตได้

เวลา

เวลาเริ่มต้น (บันทึกถึง -3 ถึง -1);

อายุการใช้งาน (บันทึก tc จาก -1 ถึง 3);

เวลาในการย่อยสลาย (log td -3 ถึง -1);

เวลาในการพัฒนาที่เหมาะสมที่สุด (บันทึก tk จาก -1 ถึง 1)

แผนภาพ:

การรับรู้ทางเทคนิคของผลกระทบ

เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนแบบแนวนอน SKGD

มุมมองทั่วไปของเครื่องวัดแผ่นดินไหวแนวนอนของประเภท SKGD แสดงในรูปที่ 2.

แบบแผนของเครื่องวัดแผ่นดินไหวแนวนอน SKGD

ข้าว. 2

การกำหนด:

2 - ระบบแม่เหล็ก;

3 - คอนเวอร์เตอร์คอยล์;

4 - แคลมป์ช่วงล่าง;

5 - สปริงช่วงล่าง

อุปกรณ์ประกอบด้วยลูกตุ้ม 1 ที่แขวนอยู่บนแคลมป์ 4 กับขาตั้งที่ยึดกับฐานของอุปกรณ์ น้ำหนักรวมของลูกตุ้มประมาณ 2 กก. ความยาวที่กำหนดคือประมาณ 50 ซม. แหนบอยู่ภายใต้ความตึงเครียด ในกรอบจับจ้องอยู่ที่ลูกตุ้มมีขดลวดเหนี่ยวนำแบบแบน 3 ซึ่งมีลวดทองแดงหุ้มฉนวนสามเส้น หนึ่งขดลวดทำหน้าที่ลงทะเบียนการเคลื่อนที่ของลูกตุ้มและเชื่อมต่อกับวงจรกัลวาโนมิเตอร์ ขดลวดที่สองทำหน้าที่ปรับการลดทอนของเครื่องวัดแผ่นดินไหวและเชื่อมต่อกับความต้านทานการสั่นสะเทือน นอกจากนี้ยังมีขดลวดที่สามสำหรับจ่ายพัลส์ควบคุม (เช่นเดียวกันสำหรับเครื่องวัดแผ่นดินไหวในแนวตั้ง) แม่เหล็กถาวร 2 ติดอยู่ที่ฐานของอุปกรณ์ในช่องว่างอากาศซึ่งมีส่วนตรงกลางของขดลวด ระบบแม่เหล็กติดตั้งรางแม่เหล็กซึ่งประกอบด้วยแผ่นเหล็กอ่อนสองแผ่น ซึ่งการเคลื่อนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความแรงของสนามแม่เหล็กในช่องว่างอากาศของแม่เหล็ก และทำให้ค่าคงที่การลดทอนเปลี่ยนแปลงไป

ในตอนท้ายของลูกตุ้มลูกศรแบนได้รับการแก้ไขภายใต้มาตราส่วนที่มีหน่วยมิลลิเมตรและเลนส์ขยายสำหรับดูมาตราส่วนและลูกศร ตำแหน่งของตัวชี้สามารถอ่านได้ในระดับที่มีความแม่นยำ 0.1 มม. ฐานลูกตุ้มมีสกรูสามชุด ด้านสองด้านทำหน้าที่ตั้งลูกตุ้มไปที่ตำแหน่งศูนย์ สกรูชุดด้านหน้าใช้สำหรับปรับคาบธรรมชาติของลูกตุ้ม เพื่อป้องกันลูกตุ้มจากการรบกวนต่างๆ อุปกรณ์จะอยู่ในกล่องโลหะป้องกัน

การใช้เอฟเฟกต์

SFs ที่ใช้ในการบันทึกการสั่นสะเทือนของพื้นดินระหว่างเกิดแผ่นดินไหวหรือการระเบิดเป็นส่วนหนึ่งของสถานีแผ่นดินไหวทั้งแบบถาวรและแบบเคลื่อนที่ การมีอยู่ของเครือข่ายสถานีแผ่นดินไหวทั่วโลกทำให้สามารถระบุพารามิเตอร์ของแผ่นดินไหวเกือบทุกชนิดที่เกิดขึ้นในภูมิภาคต่างๆ ของโลกได้อย่างแม่นยำด้วยความแม่นยำสูง ตลอดจนศึกษาโครงสร้างภายในของโลกตามลักษณะการแพร่กระจายของ คลื่นไหวสะเทือนประเภทต่างๆ พารามิเตอร์หลักของแผ่นดินไหว ได้แก่ พิกัดของศูนย์กลางแผ่นดินไหว ความลึกของการโฟกัส ความเข้ม ขนาด (ลักษณะพลังงาน) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในการคำนวณพิกัดของเหตุการณ์แผ่นดินไหว จำเป็นต้องมีข้อมูลเกี่ยวกับเวลามาถึงของคลื่นไหวสะเทือนอย่างน้อยสามสถานีแผ่นดินไหวที่ตั้งอยู่ในระยะห่างที่เพียงพอจากกันและกัน

เครื่องวัดแผ่นดินไหว(จากภาษากรีกอื่น ๆ σεισμός - แผ่นดินไหวและกรีกอื่น ๆ γράφω - เขียน) หรือ เครื่องวัดแผ่นดินไหว- เครื่องมือวัดที่ใช้ใน seismology เพื่อตรวจจับและบันทึกคลื่นไหวสะเทือนทุกประเภท เครื่องมือสำหรับกำหนดความแรงและทิศทางของแผ่นดินไหว.

ความพยายามครั้งแรกที่รู้จักในการทำนายแผ่นดินไหวเป็นของนักปรัชญาและนักดาราศาสตร์ชาวจีนจางเหิง

ZhangHeng คิดค้นอุปกรณ์ซึ่งเขาตั้งชื่อว่า Houfeng " ” ซึ่งสามารถบันทึกการสั่นของพื้นผิวโลกและทิศทางการแพร่กระจายได้

Houfeng และกลายเป็นเครื่องวัดแผ่นดินไหวเครื่องแรกของโลก อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยภาชนะทองสัมฤทธิ์ขนาดใหญ่ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 เมตร บนผนังซึ่งมีหัวมังกรแปดหัว กรามของมังกรเปิดออก และแต่ละตัวมีลูกบอลอยู่ในปาก

ข้างในเรือมีลูกตุ้มที่มีท่อนไม้ติดอยู่ที่หัว อันเป็นผลมาจากแรงกระแทกใต้ดิน ลูกตุ้มเริ่มเคลื่อนที่ กระทำบนศีรษะ และลูกบอลหลุดออกจากปากของมังกรเข้าไปในปากที่เปิดอยู่ของคางคกหนึ่งในแปดตัวซึ่งนั่งอยู่ที่ฐานของเรือ อุปกรณ์รับแรงสั่นสะเทือนที่ระยะทาง 600 กม. จากมัน

1.2. เครื่องวัดแผ่นดินไหวที่ทันสมัย

เครื่องวัดแผ่นดินไหวครั้งแรกการออกแบบที่ทันสมัยถูกคิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย เจ้าชาย B. Golitsynซึ่งใช้การแปลงพลังงานการสั่นสะเทือนทางกลเป็นกระแสไฟฟ้า

การออกแบบค่อนข้างเรียบง่าย โดยวางน้ำหนักไว้ที่สปริงในแนวตั้งหรือแนวนอน และติดปากกาบันทึกที่ปลายอีกด้านของตุ้มน้ำหนัก

ใช้เทปกระดาษหมุนเพื่อบันทึกการสั่นสะเทือนของโหลด ยิ่งแรงกดมากเท่าไร ขนก็จะยิ่งเบี่ยงออกมากขึ้นเท่านั้น และสปริงจะแกว่งนานขึ้น

น้ำหนักแนวตั้งช่วยให้คุณบันทึกการกระแทกในแนวนอนได้ และในทางกลับกัน เครื่องบันทึกแนวนอนจะบันทึกการกระแทกในระนาบแนวตั้ง

ตามกฎแล้วการบันทึกในแนวนอนจะดำเนินการในสองทิศทาง: เหนือ-ใต้ และ ตะวันตก-ตะวันออก

เครื่องวัดแผ่นดินไหวประเภทต่าง ๆ ถูกนำมาใช้: เครื่องกล ออปติคัล หรือไฟฟ้า ด้วยวิธีการขยายสัญญาณและการประมวลผลสัญญาณประเภทต่างๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับงานที่ต้องแก้ไข เครื่องวัดแผ่นดินไหวทางกลประกอบด้วยองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน (โดยปกติคือลูกตุ้มและแดมเปอร์) และเครื่องบันทึก

ฐานของเครื่องวัดแผ่นดินไหวมีการเชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับวัตถุภายใต้การศึกษา ในระหว่างการสั่นสะเทือนซึ่งการเคลื่อนไหวของโหลดเกิดขึ้นเมื่อเทียบกับฐาน สัญญาณจะถูกบันทึกในรูปแบบแอนะล็อกบนเครื่องบันทึกด้วยการบันทึกแบบกลไก

1.3. การสร้างเครื่องวัดแผ่นดินไหว

วัสดุ: กล่องกระดาษแข็ง; สว่าน; ริบบิ้น; ดินน้ำมัน; ดินสอ; ปากกาสักหลาด เกลียวหรือด้ายแข็งแรง กระดาษแข็งบาง ๆ

กรอบสำหรับเครื่องวัดแผ่นดินไหวจะทำหน้าที่เป็นกล่องกระดาษแข็ง ต้องทำจากวัสดุที่ค่อนข้างแข็ง ด้านที่เปิดออกจะเป็นด้านหน้าตัวเครื่อง

จำเป็นต้องเจาะรูบนฝาครอบด้านบนของเครื่องวัดแผ่นดินไหวในอนาคตด้วยสว่าน หากมีความฝืดเคืองสำหรับ” เฟรม» ยังไม่พอ จำเป็นต้องติดกาวที่มุมและขอบของกล่องด้วยเทปกาว เสริมความแข็งแรง ตามที่แสดงในภาพ

ม้วนลูกบอลดินน้ำมันแล้วเจาะรูด้วยดินสอ ดันปากกาปลายสักหลาดเข้าไปในรูเพื่อให้ปลายยื่นออกมาจากด้านตรงข้ามของลูกบอลดินน้ำมันเล็กน้อย

นี่คือตัวชี้เครื่องวัดแผ่นดินไหวที่ออกแบบมาเพื่อวาดเส้นการสั่นสะเทือนของโลก

สอดปลายด้ายผ่านรูที่ด้านบนของกล่อง วางกล่องที่ด้านล่างและขันด้ายให้แน่นเพื่อให้ปากกาสักหลาดห้อยได้อย่างอิสระ

มัดปลายด้ายบนเข้ากับดินสอแล้วหมุนดินสอไปรอบๆ แกนจนกว่าคุณจะดึงส่วนที่หย่อนของด้ายออก เมื่อปากกามาร์กเกอร์แขวนไว้ที่ความสูงที่ถูกต้อง (นั่นคือ แตะเบา ๆ ที่ด้านล่างของกล่อง) ยึดดินสอให้เข้าที่ด้วยเทปกาว

เลื่อนแผ่นกระดาษแข็งใต้ปลายปากกาสักหลาดไปที่ด้านล่างของกล่อง ปรับทุกอย่างเพื่อให้ปลายปากกาสักหลาดแตะกระดาษแข็งได้ง่ายและทิ้งรอยไว้ได้

เครื่องวัดแผ่นดินไหวพร้อมที่จะไป ใช้หลักการทำงานเดียวกับอุปกรณ์จริง ระบบกันสะเทือนแบบถ่วงน้ำหนักหรือลูกตุ้มจะมีแรงเฉื่อยมากกว่าการสั่นไหวมากกว่าโครง

เพื่อทดสอบอุปกรณ์ในทางปฏิบัติ ไม่จำเป็นต้องรอให้เกิดแผ่นดินไหว คุณเพียงแค่ต้องเขย่าเฟรม gimbal จะอยู่กับที่ แต่จะเริ่มวาดเส้นบนกระดาษแข็งเหมือนของจริง

มันยากที่จะจินตนาการ แต่ทุกปีบนโลกของเรามีแผ่นดินไหวประมาณหนึ่งล้านครั้ง! แน่นอนว่าอาการเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นอาการสั่นเล็กน้อย แผ่นดินไหวที่มีพลังทำลายล้างเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก โดยเฉลี่ย ทุกๆ สองสัปดาห์ โชคดีที่ส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ก้นมหาสมุทรและไม่ก่อให้เกิดปัญหาใดๆ แก่มนุษยชาติ เว้นแต่จะเกิดสึนามิจากการเคลื่อนตัวของคลื่นไหวสะเทือน

ทุกคนรู้เกี่ยวกับผลที่ตามมาจากแผ่นดินไหว: กิจกรรมการแปรสัณฐานทำให้ภูเขาไฟตื่นขึ้น คลื่นยักษ์ล้างเมืองทั้งเมืองลงไปในมหาสมุทร รอยเลื่อนและแผ่นดินถล่มทำลายอาคาร ทำให้เกิดไฟไหม้และน้ำท่วม และคร่าชีวิตมนุษย์นับร้อยนับพัน

ดังนั้นผู้คนจึงพยายามศึกษาแผ่นดินไหวและป้องกันผลที่ตามมาตลอดเวลา ดังนั้นอริสโตเติลในศตวรรษที่สี่ ถึงฉัน อี เชื่อว่ากระแสน้ำวนในชั้นบรรยากาศแทรกซึมเข้าไปในโลกซึ่งมีช่องว่างและรอยแตกมากมาย ลมบ้าหมูจะรุนแรงขึ้นด้วยไฟและมองหาทางออก ทำให้เกิดแผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิด อริสโตเติลยังสังเกตการเคลื่อนไหวของดินระหว่างที่เกิดแผ่นดินไหวและพยายามจำแนกพวกมัน โดยระบุประเภทของการเคลื่อนไหวหกประเภท: ขึ้นและลง จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง ฯลฯ

ความพยายามครั้งแรกที่รู้จักในการทำนายแผ่นดินไหวคือนักปรัชญาและนักดาราศาสตร์ชาวจีนจางเหิง ในประเทศจีน ภัยพิบัติทางธรรมชาติเหล่านี้เกิดขึ้นและเกิดขึ้นบ่อยมาก นอกจากนี้ แผ่นดินไหวครั้งใหญ่ที่สุด 3 ใน 4 ครั้งในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ยังเกิดขึ้นในประเทศจีนอีกด้วย และในปี 132 Zhang Heng ได้คิดค้นอุปกรณ์ที่เขาตั้งชื่อว่า Houfeng ว่า "ใบพัดตรวจอากาศแผ่นดินไหว" ซึ่งสามารถบันทึกการสั่นสะเทือนของพื้นผิวโลกและทิศทางของการแพร่กระจายได้ Houfeng กลายเป็นเครื่องวัดแผ่นดินไหวแห่งแรกของโลก (จาก "ความผันผวน" ของแผ่นดินไหวในภาษากรีกและ "ฉันเขียน") ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับตรวจจับและบันทึกคลื่นไหวสะเทือน

ผลพวงของแผ่นดินไหวที่ซานฟรานซิสโกในปี 1906

พูดอย่างเคร่งครัด อุปกรณ์นี้เหมือนกับเครื่องวัดแผ่นดินไหว (จากภาษากรีก skopeo "ฉันดู") เพราะการอ่านไม่ได้ถูกบันทึกโดยอัตโนมัติ แต่ด้วยมือของผู้สังเกตการณ์

Houfeng ทำจากทองแดงในรูปของภาชนะไวน์ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 180 ซม. และผนังบาง นอกเรือมีมังกรแปดตัว หัวมังกรชี้ไปแปดทิศทาง: ตะวันออก, ใต้, ตะวันตก, เหนือ, ตะวันออกเฉียงเหนือ, ตะวันออกเฉียงใต้, ตะวันตกเฉียงเหนือและตะวันตกเฉียงใต้ มังกรแต่ละตัวถือลูกบอลทองแดงอยู่ในปาก และคางคกอ้าปากก็นั่งอยู่ใต้หัวของมัน สันนิษฐานว่ามีการติดตั้งลูกตุ้มที่มีแท่งในแนวตั้งภายในภาชนะซึ่งติดอยู่กับหัวของมังกร เมื่อผลของแผ่นดินไหว ลูกตุ้มถูกตั้งให้เคลื่อนที่ แท่งที่เชื่อมต่อกับศีรษะที่เผชิญกับแรงกระแทกเปิดปากของมังกร และลูกบอลกลิ้งออกจากมันเข้าไปในปากของคางคกที่เกี่ยวข้อง หากมีลูกบอลสองลูกกลิ้งออกไป ลูกหนึ่งอาจถือว่าแรงแผ่นดินไหวได้ หากอุปกรณ์อยู่ที่จุดศูนย์กลาง ลูกบอลทั้งหมดก็จะกลิ้งออกไป ผู้สังเกตการณ์เครื่องมือสามารถบันทึกเวลาและทิศทางของแผ่นดินไหวได้ทันที อุปกรณ์มีความละเอียดอ่อนมาก: จับได้แม้กระทั่งแรงสั่นสะเทือนเล็กน้อย ซึ่งศูนย์กลางซึ่งอยู่ห่างจากมัน 600 กม. ในปี 138 เครื่องวัดแผ่นดินไหวนี้ระบุแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในภูมิภาค Lunxi ได้อย่างแม่นยำ

ในยุโรป แผ่นดินไหวเริ่มมีการศึกษาอย่างจริงจังในภายหลัง ในปี 1862 หนังสือของ Robert Malet วิศวกรชาวไอริชเรื่อง "The Great Neapolitan Earthquake of 1857: Basic Principles of Seismological Observations" ได้รับการตีพิมพ์ Malet ได้ทำการสำรวจไปยังอิตาลีและทำแผนที่ของดินแดนที่ได้รับผลกระทบโดยแบ่งออกเป็นสี่โซน โซนที่แนะนำโดย Malet แสดงถึงระดับความรุนแรงของการสั่นครั้งแรกที่ค่อนข้างดั้งเดิม

แต่วิทยาแผ่นดินไหววิทยาในฐานะวิทยาศาสตร์เริ่มพัฒนาด้วยการปรากฏตัวที่แพร่หลายและการแนะนำเครื่องมือสำหรับบันทึกการสั่นสะเทือนของดินเท่านั้น นั่นคือด้วยการถือกำเนิดของเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนทางวิทยาศาสตร์

ในปี ค.ศ. 1855 Luigi Palmieri ชาวอิตาลีได้คิดค้นเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่สามารถบันทึกแผ่นดินไหวที่อยู่ห่างไกลได้ เขาปฏิบัติตามหลักการดังต่อไปนี้: ระหว่างที่เกิดแผ่นดินไหว ปรอทจะไหลจากปริมาตรทรงกลมลงในภาชนะพิเศษ ขึ้นอยู่กับทิศทางของการสั่นสะเทือน ตัวระบุตำแหน่งสัมผัสของคอนเทนเนอร์หยุดนาฬิกา ระบุเวลาที่แน่นอน และเริ่มบันทึกการสั่นสะเทือนของโลกบนดรัม

ในปี พ.ศ. 2418 นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลีอีกคนหนึ่งชื่อ Filippo Sechi ได้ออกแบบเครื่องวัดแผ่นดินไหวซึ่งเปิดนาฬิกาเมื่อเกิดการกระแทกครั้งแรกและบันทึกการสั่นครั้งแรก บันทึกแผ่นดินไหวครั้งแรกที่เกิดขึ้นกับเราถูกสร้างขึ้นโดยใช้อุปกรณ์นี้ในปี พ.ศ. 2430 หลังจากนั้นก็เริ่มมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในด้านการสร้างเครื่องมือสำหรับบันทึกการสั่นสะเทือนของดิน ในปี พ.ศ. 2435 กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษที่ทำงานในญี่ปุ่นได้สร้างเครื่องวัดแผ่นดินไหวของ John Milne ที่ใช้งานง่ายขึ้นเป็นครั้งแรก ในปี 1900 เครือข่ายสถานีแผ่นดินไหว 40 แห่งทั่วโลกที่ติดตั้งเครื่องมือของ Milne ได้เปิดใช้งานแล้ว

เครื่องวัดแผ่นดินไหวประกอบด้วยลูกตุ้มแบบใดแบบหนึ่งและระบบสำหรับบันทึกการแกว่ง ตามวิธีการบันทึกการแกว่งของลูกตุ้ม เครื่องวัดแผ่นดินไหวสามารถแบ่งออกเป็นอุปกรณ์ที่มีการลงทะเบียนโดยตรง ทรานสดิวเซอร์ของการสั่นสะเทือนทางกล และเครื่องวัดแผ่นดินไหวพร้อมข้อเสนอแนะ

เครื่องวัดแผ่นดินไหวแบบบันทึกโดยตรงใช้วิธีการบันทึกแบบกลไกหรือแบบออปติคัล ในขั้นต้น ด้วยวิธีการบันทึกแบบกลไก ปากกาถูกวางที่ส่วนท้ายของลูกตุ้ม เกาเส้นบนกระดาษรมควัน ซึ่งจากนั้นก็ปิดด้วยส่วนประกอบสำหรับการตรึง แต่ลูกตุ้มของเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่มีการลงทะเบียนทางกลได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการเสียดสีของปากกาบนกระดาษ เพื่อลดอิทธิพลนี้ จำเป็นต้องใช้ลูกตุ้มจำนวนมาก

ด้วยวิธีการบันทึกด้วยแสง กระจกได้รับการแก้ไขบนแกนหมุน ซึ่งส่องสว่างผ่านเลนส์ และลำแสงสะท้อนตกลงบนกระดาษภาพถ่ายที่พันด้วยดรัมหมุน

วิธีการบันทึกโดยตรงยังคงใช้ในพื้นที่ที่มีคลื่นไหวสะเทือน ซึ่งการเคลื่อนที่ของดินค่อนข้างมาก แต่หากต้องการทราบแผ่นดินไหวที่อ่อนแรงและในระยะทางไกลจากแหล่งกำเนิด จำเป็นต้องขยายการแกว่งของลูกตุ้ม สิ่งนี้ดำเนินการโดยตัวแปลงต่าง ๆ ของการกระจัดทางกลเป็นกระแสไฟฟ้า

แผนภาพการแพร่กระจายคลื่นไหวสะเทือนจากแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว หรือจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว (ด้านล่าง) และศูนย์กลางแผ่นดินไหว (บน)

การเปลี่ยนแปลงของการสั่นสะเทือนทางกลถูกเสนอครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Boris Borisovich Golitsyn ในปี 1902 เป็นการลงทะเบียนทางไฟฟ้าตามวิธีอิเล็กโทรไดนามิก ขดลวดเหนี่ยวนำที่ยึดอย่างแน่นหนากับลูกตุ้มถูกวางไว้ในสนามแม่เหล็กถาวร เมื่อลูกตุ้มแกว่ง ฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยน แรงเคลื่อนไฟฟ้าเกิดขึ้นในขดลวด และกระแสไฟฟ้าถูกบันทึกโดยกัลวาโนมิเตอร์แบบกระจก ลำแสงพุ่งไปที่กระจกของกัลวาโนมิเตอร์ และลำแสงสะท้อนกลับตกลงบนกระดาษภาพถ่ายเช่นเดียวกับวิธีการทางแสง เครื่องวัดแผ่นดินไหวดังกล่าวได้รับการยอมรับจากทั่วโลกมาเป็นเวลาหลายทศวรรษ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ตัวแปลงพารามิเตอร์ที่เรียกว่าเป็นที่แพร่หลาย ในทรานสดิวเซอร์เหล่านี้ การเคลื่อนที่เชิงกล (การเคลื่อนที่ของมวลของลูกตุ้ม) ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์บางอย่างของวงจรไฟฟ้า (เช่น ความต้านทานไฟฟ้า ความจุ ค่าความเหนี่ยวนำ ฟลักซ์การส่องสว่าง ฯลฯ)

ข. โกลิทซิน.

ปรับปรุงสถานีแผ่นดินไหว อุปกรณ์ที่ติดตั้งที่นั่นสามารถตรวจจับการสั่นสะเทือนของดินได้แม้เพียงเล็กน้อย

การติดตั้งแบบเคลื่อนที่สำหรับการศึกษาธรณีฟิสิกส์และแผ่นดินไหว

การเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์นี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของกระแสในวงจร และในกรณีนี้ การกระจัดของลูกตุ้ม (ไม่ใช่ความเร็ว) ที่กำหนดขนาดของสัญญาณไฟฟ้า จากทรานสดิวเซอร์พาราเมตริกแบบต่างๆ ในการวัดคลื่นไหวสะเทือน ส่วนใหญ่จะใช้โฟโตอิเล็กทริกและคาปาซิทีฟ ที่นิยมมากที่สุดคือตัวแปลงสัญญาณ capacitive ของ Benioff ในบรรดาเกณฑ์การคัดเลือก เกณฑ์หลักกลายเป็นความเรียบง่ายของอุปกรณ์, ความเป็นเส้นตรง, ระดับเสียงรบกวนภายในต่ำ, ประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟ

เครื่องวัดแผ่นดินไหวมีความไวต่อการสั่นสะเทือนในแนวตั้งของโลกหรือการสั่นสะเทือนในแนวนอน ในการสังเกตการเคลื่อนที่ของดินในทุกทิศทาง มักใช้เครื่องวัดแผ่นดินไหวสามชุด: ชุดหนึ่งมีลูกตุ้มแนวตั้งและอีกชุดหนึ่งมีเส้นแนวนอนที่เน้นไปทางทิศตะวันออกและทิศเหนือ ลูกตุ้มแนวตั้งและแนวนอนแตกต่างกันในการออกแบบ ดังนั้นจึงค่อนข้างยากที่จะบรรลุเอกลักษณ์ที่สมบูรณ์ของลักษณะความถี่

ด้วยการถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์และตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล การทำงานของอุปกรณ์แผ่นดินไหวได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก การบันทึกและวิเคราะห์สัญญาณจากเซ็นเซอร์แผ่นดินไหวหลายตัวพร้อมกันในแบบเรียลไทม์นั้นสามารถทำได้ โดยคำนึงถึงสเปกตรัมของสัญญาณด้วย นี่เป็นการก้าวกระโดดขั้นพื้นฐานในเนื้อหาข้อมูลของการวัดคลื่นไหวสะเทือน

Seismographs ใช้เพื่อศึกษาปรากฏการณ์แผ่นดินไหวเป็นหลัก ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา จึงสามารถระบุความแรงของแผ่นดินไหว สถานที่ที่เกิด ความถี่ของการเกิดแผ่นดินไหวในสถานที่ที่กำหนด และสถานที่ที่เกิดแผ่นดินไหวได้อย่างชัดเจน

อุปกรณ์สถานีแผ่นดินไหวในนิวซีแลนด์

ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของโลกยังได้มาจากข้อมูลแผ่นดินไหวโดยการตีความสนามคลื่นไหวสะเทือนที่เกิดจากแผ่นดินไหวและการระเบิดอันทรงพลัง และสังเกตได้บนพื้นผิวโลก

ด้วยความช่วยเหลือของการบันทึกคลื่นไหวสะเทือน การศึกษาโครงสร้างของเปลือกโลกก็ดำเนินไปด้วย ตัวอย่างเช่น การศึกษาในปี 1950 แสดงให้เห็นว่าความหนาของชั้นเปลือกโลก เช่นเดียวกับความเร็วของคลื่นในพวกมัน แตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่ ในเอเชียกลางความหนาของเปลือกโลกถึง 50 กม. และในญี่ปุ่น -15 กม. มีการสร้างแผนที่ความหนาของเปลือกโลก

เป็นที่คาดหวังได้ว่าเทคโนโลยีใหม่ในวิธีการวัดเฉื่อยและความโน้มถ่วงจะปรากฏขึ้นในไม่ช้า เป็นไปได้ว่าเครื่องวัดแผ่นดินไหวของคนรุ่นใหม่จะสามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในจักรวาลได้

การบันทึกแผ่นดินไหว

นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังพัฒนาโครงการเพื่อสร้างระบบเตือนแผ่นดินไหวด้วยดาวเทียม โครงการหนึ่งดังกล่าวคือเรดาร์รูรับแสงอินเตอร์เฟอโรเมตริก-สังเคราะห์ (InSAR) เรดาร์นี้หรือที่เรียกว่าเรดาร์จะตรวจสอบการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกในบางพื้นที่ และด้วยข้อมูลที่ได้รับ จึงสามารถบันทึกการกระจัดที่ละเอียดอ่อนได้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเนื่องจากความไวนี้ จึงสามารถระบุพื้นที่ของเขตอันตรายจากแผ่นดินไหวด้วยไฟฟ้าแรงสูงได้แม่นยำยิ่งขึ้น