Seismograf

En seismograf, eller seismometer, er et apparat som registrerer seismiske bølger forårsaket av jordskjelv eller eksplosjoner. Det greske ordet seismos betyr jordskjelv. Apparatet brukes av seismologer for å måle og bestemme styrken på seismiske bølger.

Seismiske bølger er langbølgede, akustiske forplantninger i jordskorpen og dypere. Slike bølger blir brukt til å estimere størrelsen på blant annet jordskjelv. Disse måles på Richters skala.

Den første kjente seismogafen ble konstruert i Kina i år 132 e Kr.

John Milne konstruerte en horisontal pendel ved Imperial College of Engineering i Japan i 1880.

Virkemåte

Seismografer har:

1. Underlaget er kritisk, og ofte dyreste kostnad for en seismisk stasjon.
2. En masse med stor treghet opphengt i en ramme med et fjærsystem som benytter tyngdekraften og fjæropphenget for å bestemme et nøytralt referansepunkt og potensiell bevegelse for å kunne registrere bevegelser i underlaget.
3. Et dempende system for å hindre egensvingninger i opphenget etter et skjelv.
4. Et registreringssystem for bevegelser og krefter mellom den opphengte massen og rammen.

Seismiske bølger beveger rammen, mens massen blir i ro på grunn av sin treghet. Seismografen måler og registrerer for ettertiden relativ bevegelse mellom rammen og den opphengte massen.

Tidlige utgaver av seismografer benyttet optikk eller bevegelsesfølsomme mekaniske ledd. Bevegelsen ble registrert som riper i røykt glass eller som eksponert lys på fotopapir.

Moderne instrumenter benytter elektronikk. Vanligvis holdes referansemassen i ro ved en elektronisk krets som driver en spole. Bevegelsesavstanden, hastighet og akselerasjon med retning til massen måles direkte. Målingene blir ofte digitalisert og lagret i en datamaskin, og dataene blir også gjerne tolket av dataprogrammer for å lokalisere jordskjelv. [1]

Et enklere system brukes til geologiske registreringer: Geofonene har ved enklere undersøkelser bare en tung magnet som ligger inni en strømspole. Når underlaget rister, beveger rammen og strømspolen seg mens magneten blir i ro. Magnetfeltet krysser dermed strømspolen og det induseres en strøm.

Seismiske observatorier har vanligvis instrumenter som måler tre akser/vektorer; N-S, Ø-V og opp-ned. Seismologer foretrekker vanligvis en vertikal seismograf hvis bare ett instrument er tilgjengelig.

Kopi av Zhang Heng's seismograf Houfeng Didong Yi

En Kinemetrics seismograf, tidligere brukt av USAs innenriksdepartement.

I refleksjonsseismologi avbilder en rekke seismografer undergrunnen. Dataene overføres til bilder ved hjelp av algoritmer tilsvarende tomografi. Metodene for dataoverføring ligner datastyrt medisinsk bildedanning av røntgenbilder (CAT-scans) eller sonarer.

Et verdensomspennende nett av seismografer kan avbilde jordens indre ved hjelp av bølgehastighet og transmisjon. Slike systemer benytter hendelser som jordskjelv, impact event eller kjernefysisk sprengninger som bølgekilder. De første forsøk med denne metoden benyttet manuell dataprosessering fra papir-seismogrammer. Moderne digitale seismografer er direkte tilknyttet datamaskiner. Med enkle seismografutgaver og internettilgang har amatører og små institusjoner til og med etablert et offentlig tilgjengelig nettverk av seismografer (Se referanser).

Systemer av seismografer som brukes til leting etter olje eller andre mineraler, brukte tidligere sprengstoff og en wire med geofoner som ble slept etter lastebil eller båt. Nå bruker de fleste lavrekkevidde-systemer "thumpers" som treffer undergrunnen, og enkelte systemer har så gode signaler at de kan registrere rystelsen fra et slag med ei slegge. Eksotiske kryss eller todimensjonale rekker av geofoner brukes enkelte ganger for å fremstille tredimensjonale bilder av undergrunnen. Programvare for fremstilling av enkle refraksjonskart brukes offshore på laptop-computere. Enkelte systemer kommer nå i 05 m feltkasser i plast med pc, skjerm og printer.

Små, billige systemer for seismisk bildedannelse brukes av sivilingeniører for å undersøke undergrunnen, kartlegge grunnfjell og finne grunnvann.

Se også

• Seismologi
• Seismogram
• Platetektonikk
• Milne, John
• Galitzine, Boris Borisovich
• Lehmann, Inge
• Oldham, Richard Dixon
• Pacific Northwest Seismograph Network
• Richters skala

Eksterne lenker

• NORSAR: Seismologi
• NORSAR: Seismiske bølger
• NORSAR: Instrumenter
• A High Resolution Broadband Vertical Seismometer Constructed from hardware store and consumer electronics components. by Sean-Thomas Morrissey
• Erhard Wielandt's 'Seismic Sensors and their Calibration'- Current (2002) reference by a widely consulted expert.
• The history of early seismometers
• A Java code applet demonstrating the operation of a damped-mass seismometer
• http://neic.usgs.gov/neis/seismology/keeping_track.html
• Zero Length Springs in Seismographs
• Link to live Seismic Drum at Geonet's Mangatainoka River station in New Zealand
• Public seismograph network- many resources for amateurs and underfunded institutions
• A USGS standard seismometer designed by a seismic instrumentation engineer for home construction and use.
• The Lehman amateur seismograph, from Scientific American- not designed for calibration.
• USGS evaluation of Streckheisen STS-2 Seismometer models- Streckheisen is a common make of research seismometers
• Pacific Northwest Seismograph Network-PNSN is a seimograph network in the northwest USA
• SeisMac is a free tool for recent Macintosh laptop computers that implements a real-time three-axis seismograph.
• The Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS) is a principal U.S. seismological instrumentation and data facility, principally supported by the National Science Foundation and the U.S. Department of Energy.