لرزه نگاری

زمین لرزه عبارت از لرزشهای قابل اندازه گیری سطح زمین است که توسط امواج حاصل از رها شدن ناگهانی انرژی در درون زمین بوجود می‌آید. آثار سطحی زمین لرزه ممکن است به صورت صدمه به سازه‌ها ، گسلش و حرکت پوسته ، نشست زمین و آبگونگی ، گسیختگی دامنه‌ها در خشکی و دریا و سرانجام ایجاد امواج در محیطهای آبی باشد. علمی که به بررسی زمین لرزه و پدیده‌های مربوط به آن می‌پردازد لرزه شناسی یا لرزه نگاری (Seismology) نام دارد.

تاریخچه

علاقه بشر به لرزه شناسی سابقه طولانی دارد، به نحوی که در بعضی از کشورها داده‌های مربوط به زمین لرزه‌ها از زمانهای دور ضبط شده است. به عنوان مثال چینیها سابقه زمین لرزه‌های تا ۲ هزار سال پیش خود را در دست دارند. اینگونه سوابق عمدتا متکی بر مشاهدات و شرح وقایع است.

نخستین داده‌های علمی درباره زمین لرزه‌ها از اواخر قرن ۱۸ ، که اولین لرزه نگارها درست شدند، در دست است. در کشور ما اولین فعالیتهای مربوط به ثبت اطلاعات مربوط به زمین لرزه‌ها از سال ۱۳۳۶ و با افتتاح اولین ایستگاه لرزه نگاری در شیراز آغاز شد. در سال ۱۳۳۹ نیز موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران آغاز به کار کرد.

ایستگاه لرزه نگاری

یک ایستگاه لرزه نگاری دارای چندین دسته دستگاه و هر دسته دارای ۳ لرزه نگار است. توصیف دقیق دامنه حرکت زمین محتاج اندازه گیری لرزشها در سه مولفه عمود بر هم (قائم – شرقی – غربی و شمالی – جنوبی) است. علاوه بر آن نیاز به دستگاههایی داریم که برای محدوده‌های متفاوتی از زمان تناوب طراحی شده باشند. زیرا هیچ دستگاهی به تنهایی نمی‌تواند کل محدوده حساسیت مورد نیاز را ثبت نماید (معمولا یک دسته از دستگاهها به زمان تناوب ۰٫۲ تا ۲ ثانیه حساس بوده و دسته دیگر به زمان تناوب ۱۵ الی ۱۰۰ ثانیه حساس اند).

ایستگاههای لرزه نگاری درجه یک ایران (شش مولفه‌ای) در شهرهای شیراز ، مشهد ، تبریز و تهران قرار گرفته‌اند که زیر نظر موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران اداره می‌شوند. علاوه بر اینها ایستگاههایی در کرمانشاه ، بیرجند و کرمان نیز تاسیس شده و چند ایستگاه نیز در حال راه اندازی است. علاوه بر موسسه ژئوفیزیک برخی از دانشگاهها و سازمان انرژی اتمی ایران نیز در ثبت و گردآوری داده‌های لرزه خیزی فعالیت دارند.

ثبت امواج

ثبت و ضبط دامنه امواج زلزله توسط لرزه نگاره (Seismograph) صورت می‌گیرد. بخشی از این دستگاه که موج را دریافت می‌کند لرزه سنج نام داشته و در داخل سنگ نصب می‌شود. این قسمت منتهی به یک آونگ است. در زمان لرزش زمین پایه دستگاه حرکت می‌کند، در حالی که آونگ ثابت باقی می‌ماند و به این ترتیب حرکت نسبی زمین نسبت به آونگ سنجیده می‌شود. در دستگاههای جدیدتر ، ثبت حرکات به صورت الکتریکی – مکانیکی صورت گرفته و در نوار مغناطیسی ثبت می‌شود. در این دستگاهها ثبت لرزشها بطور مداوم صورت می‌گیرد.

لرزه نگاشت

اوراق حاوی نتایج ثبت شده دامنه حرکات زمین لرزه نگاشت نام دارد. لرزه نگاشتها اغلب صفحات سیاه و دود اندودی‌اند که آثار حرکت سوزن به صورت خطوط سفیدی به روی آنها ثبت شده است. بزرگی یک زمین لرزه را می‌توان از روی بزرگترین دامنه ثبت شده در لرزه نگاشت تعیین کرد. فاصله بین مرکز زمین لرزه و لرزه نگار با توجه به زمان ورود امواج P و S و L تعیین می‌شود و با مقایسه نتایج حاصل از چند ایستگاه محل منشا گرفتن امواج مشخص می‌شود.

لرزه نگارها حساس تر از آنند که بتوانند اطلاعاتی که مستقیما قابل استفاده در طراحی زلزله است، بدست دهند. در نتیجه زمین لرزه‌های شدیدی که نزدیک یک لرزه نگار عادی به وقوع می‌پیوندد باعث خارج شدن قلم ثبات از مقیاس و حتی صدمه به خود دستگاه می‌شود. از طرفی برای حذف اثرات محلی خاکها یا ساخت سنگی تضعیف شده ، معمولا لرزه نگارها در سنگ بستر قرار داده می‌شوند. از اینرو نتایج ثبت شده نمی‌تواند اطلاعاتی در مورد اینگونه مصالح بدست دهند.

شتاب نگار (شتاب سنج- لرزه نگار)