ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сейсмограммы землетрясений. Строение земного шара из "Звуковые и ультразвуковые волны Издание 3 " Мы живем на дне воздушного океана, и наш слух приспособлен к восприятию звуковых волн, распространяющихся в воздухе. [c.514] Однако не только в окружающей нас атмосфере, но и под нами, в земле, имеется свой обширный мир звуков. Прежде всего, звуки передаются под землю с ее поверхности. Удар на поверхности земли можно услышать на значительном расстоянии, приложив ухо к земле. Но и в самой земле есть много источников упругих волн, причем мощность их может быть неизмеримо большей, чем у известных нам источников звука в воздухе. [c.514] Чувствуя под ногами твердую землю, мы привыкли считать ее недра неподвижной мертвой массой, лишенной каких-либо изменений, — тем более, что нам недоступны пока значительные земные глубины, как доступно, скажем, достижение больших высот в атмосфере или больших глубин в океане. Наибольшие глубины, достигнутые человеком в земле, составляют немногим более 7 км — это буровые скважины. [c.514] При сильных землетрясениях освобождается грандиозное количество энергии. Так, например, по подсчетам Б. Б. Голицына энергия Иссык-Кульского землетрясения в 191 г. составляла 4,6 101 кГм. Этой энергии достаточно для того, чтобы нагреть 101 воды (т. е. 10 км ) от 0° до температуры кипения. Ие следует думать, что землетрясения — редкие явления природы редки только очень сильные землетрясения. Не все землетрясения ощущаются человеком как толчки и даже не все могут быть отмечены специальными приборами, о которых мы скажем дальше. За год на земном шаре число землетрясений, которые могут быть каким-либо образом зафиксированы, составляет несколько сот тысяч гораздо большее количество землетрясений происходит, оставаясь незамеченными. Можно считать, что в среднем каждые несколько минут где-нибудь на земном шаре происходит землетрясение, которое отмечают приборы. Таким образом, наша Земля представляет собой тело, непрерывно испытывающее колебания. [c.516] Не имея возможности непосредственно проникнуть далеко в глубь земли, мы можем сделать ряд важных заключений о внутреннем строении нашей планеты при помощи наблюдения за распространением упругих волн в земле. По образному выражению Б. Б. Голицына всякое землетрясение можно уподобить фонарю, который зажигается на короткое время и освещает нам внутренность земли, позволяя тем самым рассмотреть то, что там происходит . Изучением распространения упругих волн в земной коре и внутри земного шара занимается обширная область геофизики — сейсмология. Основателем этой науки по праву считается крупнейший русский ученый Б. Б. Голицын. [c.517] Сейсмические волны, приходящие от удаленных землетрясений, имеют весьма большие периоды, достигающие нескольких секунд. Вследствие большой скорости распространения упругих волн в твердых телах длины таких волн достигают нескольких километров. Так, например, при периоде в 5 се/с и средней скорости распространения продольных волн в верхних частях земной коры 5 км/сек длина волны будет составлять 25 км Обычные микрофоны мало чувствительны к столь низким частотам и длинным волнам. Кроме того, величина смещений частиц твердого тела при прохождении упругой волны чрезвычайно мала и амплитуда колебаний мембраны микрофона будет ничтожна. Следует принять во внимание и еще одно обстоятельство упругие волны в твердых телах могут быть как продольными, так и поперечными, и если микрофон все же обнаружил эти волны, то определить, какого они типа, этот приемник не может. [c.518] Для обнаружения и последующей регистрации сейсмических волн применяются приемники другого рода, называемые сейсмографами. Существует очень большое количество различного типа сейсмографов, но принцип их работы по существу один и тот же. [c.518] Отношение К = Ь I называется увеличением маятника. Таким образом, вертикальный маятник может быть использован для записи горизонтальных смещений почвы. [c.519] В действительности дело обстоит, конечно, не так просто, поскольку и в первом, и во втором случаях смещение почвы происходит не мгновенно маятник и груз на пружине успевают за это время несколько переместиться. Это перемещение вносит некоторое искажение в запись смещений почвы. [c.519] Ось вращения маятника проходит через точки б и в. [c.521] Четыре подковообразных магнита могут двигаться по салазкам, скрепленным с рамой, которая жестко связана со станиной. Зазор между магнитами может меняться при помощи микрометрического винта, чем устанавливаются чувствительность сейсмографа и величина затухания. Период собственных колебаний маятника может регулироваться в пределах от 5 до 25 сек. [c.523] Схема горизонтального маятника, работающего как вертикальный сейсмограф. [c.523] Для записи вертикальных смещений почвы Голицын применил горизонтальный маятник, схема которого показана на рис. 320 в горизонтальном положении маятник удерживается пружиной. Фотография вертикального сейсмографа Голицына приведена на рис. 321 период собственных колебаний этого прибора — около 10 сек. [c.523] НО короткие волны с периодами в доли секунды эти волны почти совсем не отмечаются такими сейсмографами. [c.525] в результате землетрясения возникают продольные и поперечные волны скорость распространения продольных волн, как мы знаем, почти в 2 раза больше, чем скорость распространения поперечных волн. Поэтому к месту регистрации сейсмических волн первыми придут продольные волны, которые в сейсмологии обозначаются буквой Р после них придут поперечные волны, обозначаемые через 5. На рис. 324, схематически изображен процесс распространения упругих волн в результате землетрясения. От очага землетрясения О, расположенного на глубине ЭО, распространяются сферические волны. Сейсмические лучи, т. е. линии, перпендикулярные к волновым поверхностям, приходят к земной поверхности в разное время. Точка Э носит название эпицентра землетрясения расстояние от эпицентра до места наблюдения (до сейсмической станции) называют эпицентральным расстоянием. Если по оси ординат отложить время пробега волны к данной точке на земной поверхности, а по горизонтальной оси — расстояние от эпицентра, то полученная кривая носит название годографа. Как показано на рис. 324, волны, встречая на своем пути среду, где их скорость распространения становится меньшей, преломляются. В точке поверхности, где имеется граница раздела между этими средами, годограф получает излом. Такой случай расположения сред с различными скоростями упругих волн взят искусственно, лишь для наглядности построения годографа. В действительности р земной коре среды с различными скоростями упругих волн преимущественно имеют характер горизонтальных, а не вертикальных слоев. [c.526] Если волны, выходящие из точки О, встречают на своем пути среду, где их скорость другая (заштрихованная область на рисунке), происходит преломление волн. На верхнем рисунке изображен годограф для этого случая. [c.527] Типичныесейсмограммы сравнительно близкого землетрясения приведены на рис. 327. На этих сейсмограммах отчетливо видно вступление волн Р и 5, а также поверх ностных вол н. [c.530] Сейсмограммы землетрясения 22 IX 1939 г. в Малой Азин (Л = 2060 км), записанные на сейсмической станции Москва горизонтальными сейсмографами Голицына. [c.530] Небольшие разрывы В ЛИНИИ Представляют собой.отметки времени (через 1 мин.). [c.531] Если бы земной шар был однороден и скорость распространения упругих волн Р и 5 была неизменной на разных глубинах, то не составило бы особого труда точно определить эпицентр землетрясения, находясь на большом расстоянии от него. Местоположение землетрясения можно было бы определить тогда по наблюдениям трех сейсмических станций. [c.531] Вернуться к основной статье