تشرح هذه المقالة ما هي أجهزة قياس الزلازل. لذلك، سوف تكتشف الغرض من استخدام جهاز قياس الزلازل وأجزائه المختلفة وكيفية عمل جهاز قياس الزلازل.
ما هو جهاز قياس الزلازل؟
جهاز قياس الزلازل ، ويسمى أيضًا مقياس الزلازل ، هو أداة تقيس الحركات التي تسببها الصفائح التكتونية للأرض. ببساطة، جهاز قياس الزلازل هو أداة تستخدم لقياس الزلازل والزلازل الصغيرة.
اخترع الفيزيائي الاسكتلندي جيمس ديفيد فوربس جهاز قياس الزلازل في عام 1842. وكانت هناك بالفعل نماذج أقدم وأقل تطوراً. وتم اكتشاف أداة مشابهة جدًا لتلك المستخدمة في الصين عام 132 بعد الميلاد. ج. دعا منظار الزلازل، لكنه لم يكن دقيقا.
تجدر الإشارة إلى أن أجهزة قياس الزلازل تستخدم أيضًا للكشف عن تفجيرات التجارب النووية، ولكن التطبيق الرئيسي لأجهزة قياس الزلازل هو الكشف عن الزلازل.
من الناحية اللغوية، تأتي كلمة قياس الزلازل من الكلمات اليونانية seismos ، والتي تعني زلزال ، وغرافين ، والتي يمكن ترجمتها على أنها تسجيل .
أجزاء من جهاز قياس الزلازل
الآن بعد أن عرفنا تعريف جهاز قياس الزلازل، دعونا نرى ما هي الأجزاء المختلفة لهذا النوع من الأجهزة.
- الأسطوانة الدوارة : هذا هو الجزء الذي يتم فيه تسجيل اهتزازات الأرض. الرسم البياني الناتج عن تمثيل الاهتزازات يسمى مخطط الزلازل.
- البناء : هو الدعامة التي تحمل الوزن والعلامة. عندما تحدث الموجات الزلزالية، يهتز هيكل جهاز قياس الزلازل.
- الوزن : يظل هذا الوزن ثابتًا عند إنتاج منطقة ما بفضل مبدأ القصور الذاتي. وبهذه الطريقة يمكن تسجيل الحركات التكتونية على مخطط الزلازل.
- العلامة : هذا هو الجزء من جهاز قياس الزلازل الذي يسجل تذبذبات الأرض على مخطط الزلازل.
- الاهتزازات : تتكون من حركات اهتزازية للأرض ممثلة على ورقة، تسمى مخطط الزلازل.
- القاعدة : هذا هو الجزء الذي يدعم جهاز قياس الزلازل بأكمله، وبالتالي يتحرك عند حدوث الزلازل.
الصورة أعلاه عبارة عن جهاز قياس الزلازل الأفقي، نظرًا لأن الأسطوانة التي يتم تسجيل دوران الاهتزازات عليها تكون في وضع أفقي. ولكن هناك أيضًا أجهزة قياس الزلازل العمودية، وبالتالي فإن مبدأ عمل هذين النوعين من أجهزة قياس الزلازل هو نفسه، فهو يغير فقط موضع الأسطوانة الدوارة وبقية المكونات.
كيف يعمل جهاز قياس الزلازل
يعتمد تشغيل جهاز قياس الزلازل على مبدأ القصور الذاتي. عند حدوث زلزال، يهتز جهاز قياس الزلازل بأكمله باستثناء الكتلة المعلقة، التي تستغرق بضع لحظات أطول لتتحرك، وبالتالي يمكن للعلامة المرفقة به تسجيل الاهتزازات على جهاز قياس الزلازل.
مبدأ القصور الذاتي يقول أن كل جسم لديه مقاومة للحركة أو تغيير السرعة. لذلك، كلما زاد حجم الجسم، زادت صعوبة الحركة.
وهذا هو السبب في أن الكتلة المركزة لجهاز قياس الزلازل توفر مقاومة أكبر من بقية الجهاز، وبهذه الطريقة، تظل الكتلة ساكنة في نفس المكان للحظة. تؤدي حركة الأسطوانة الدوارة بعد ذلك إلى قيام العلامة بتسجيل اهتزازات جهاز قياس الزلازل، وبالتالي الأرض، على مخطط الزلازل.
تاريخ جهاز قياس الزلازل
وأخيرا، سنرى نبذة مختصرة عن أصل جهاز قياس الزلازل، فهو جهاز اختلف عبر التاريخ.
حوالي سنة 132م. ج- تم استخدام أداة تسمى منظار الزلازل في الإمبراطورية الصينية. تتكون هذه الأداة من حاوية كبيرة تعلوها ثمانية رؤوس تنين تحتوي على كرة برونزية. لذا، أثناء حدوث زلزال، انفتح فم التنين وسقطت كرة على قاعدة الجهاز. من الناحية النظرية، يمكن اكتشاف الزلزال ومعرفة اتجاهه، لكن دقته كانت منخفضة.
بين القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، بدأ بناء أول أجهزة قياس الزلازل. في البداية كانت جميعها تعتمد على حركة البندول الذي يسجل الحركات الزلزالية. ومع ذلك، لا يزال من الممكن تحسين دقة الأدوات المصممة.
حتى عام 1842، اخترع جيمس ديفيد فوربس (1809-1868) جهاز قياس الزلازل، والذي كان يعمل وفق الآلية الموضحة في القسم السابق. وفي وقت لاحق، تم تحسين هذا الجهاز بإضافة ساعة لتسجيل مدة الزلزال وربط كل اهتزاز مسجل بالوقت.
اليوم، تستخدم أجهزة قياس الزلازل الحديثة أجهزة استشعار إلكترونية وتسمح بالمعالجة الرقمية للاهتزازات المسجلة. بهذه الطريقة يمكنك توصيل جهاز قياس الزلازل بالكمبيوتر وتحليل البيانات المجمعة بشكل أفضل.