Seismograf

Seismograful este instrumentul de măsurare care este utilizat pentru înregistrarea fenomenelor seismice . Diferă de seismometru , un instrument care efectuează doar măsurarea și nu înregistrarea acestuia.

Seismograful este format dintr-o serie de elemente care permit reprezentarea grafică a tendinței semnalului seismometric în timp sub forma unei seismograme . Analizând seismograma este posibil să se cunoască entitatea, natura (cu o singură stație doar parțial) și distanța cutremurului de la punctul în care seismograma în sine a fost înregistrată. Prin urmare, seismograful trebuie să reprezinte fidel mișcarea solului sau mărimile (accelerația sau viteza) cu care mișcarea absolută a solului poate fi apoi extrapolată. Seismograful este foarte greu pentru a simți doar tremurăturile.

Stație seismică

Senzorul seismografiei nebune iese din pistă în urma cutremurului de la ora 19:34 din 23 noiembrie 1980 în Irpinia

O stație seismică sau stație seismografică este ansamblul diferitelor instrumente, adecvate pentru măsurarea deplasării , vitezei sau accelerației solului. O stație seismică poate fi analogică sau digitală.

În mod normal, o stație seismografică este compusă din mai mulți senzori dispuși ortogonal pentru a înregistra mișcările pe cele trei axe (verticală, nord-sud și est-vest).

Componente

Alimentare = Sistem variabil pentru furnizarea de energie.
Senzor sau seismometru = Instrument pentru măsurarea cantității de interes.
Amplificator și filtru = Sistem pentru condiționarea și izolarea semnalelor de interes.
Convertor analogic digital = Sistem pentru conversia datelor în digital .
Recorder (opțional) = Sistem pentru stocarea semnalului.
Transmițător (opțional) = Sistem pentru transmiterea semnalului prin radio.
Antena (opțional) = Utilizată pentru transmisia de date radio.
GPS = Sistem pentru detectarea orei exacte (esențiale) și, în plus, a poziției stației (opțional).

Istorie

Reproducerea seismografului lui Chang Heng

Un seismograf folosit de Departamentul de Interne al Statului SUA

Invenția primului seismograf este adesea atribuită chinezului Zhang Heng și este datată 132 d.Hr. Dispozitivul său avea o structură extrem de ingenioasă și elegantă: în interiorul unei amfore, a fost poziționat un pendul care, dacă este pus în oscilație de un șism seismic, lovește niște pârghii. Aceste pârghii erau opt, dispuse în jurul amforei și fiecare dintre ele era conectat la reproducerea unui mic dragon ; dacă se lovea, își deschidea gura, lăsând să cadă mingea conținută într-un recipient de dedesubt. Când mingea a căzut, a făcut un zgomot metalic, care a acționat ca o alarmă.

Cu toate acestea, este îndoielnic dacă acest dispozitiv poate fi considerat într-adevăr un seismograf, având în vedere că capacitatea de înregistrare a șocurilor este aproape absentă (verificând ce dragon a deschis gura, s-ar putea ghici direcția șocului, dar nu și intensitatea , durata și alte caracteristici) și, prin urmare, poate ar fi mai corect să-l considerăm cel mult un seismoscop .

În 1703 Jean de Hautefeuille a construit un seismograf cu mercur .

În Italia, tradiția a atribuit întotdeauna invenția și crearea primului seismograf tatălui benedictin Don Andrea Bina . Dispozitivul său, construit la Perugia la mijlocul secolului al XVIII-lea , ca parte a studiilor sale despre cutremure, consta dintr-o frânghie lungă atârnată de tavanul unei camere și cu un bolovan greu atașat la celălalt capăt. Acest bolovan avea un stylus în partea inferioară, vârful căruia se scufunda în nisipul conținut într-un bazin, care la rândul său plutea într-un vas mare plin cu apă. Cu ocazia cutremurelor, pendulul a lăsat urme în nisip din care, așa cum a scris Bina însuși,

... veți putea cunoaște calitatea și impulsul tremurăturilor. Dacă cutremurul a fost regulat sau se leagănă, brazdele vor fi rectilinii, dacă tremurătoare și neregulate vor fi sinuoase; dacă s-a învârtit ... veți ști asta din adâncimea până la care a pătruns stylusul în materia moale ...

De-a lungul timpului, seismografele cu pendul cu sârmă au fost înlocuite cu sisteme formate din pendule orizontale susținute de arcuri , cu care este posibil să se construiască instrumente de dimensiuni reduse și sensibilitate ridicată.

Mișcarea a fost înregistrată cu sisteme mecanice constând dintr-o transmisie, mai mult sau mai puțin complexă, care s-a încheiat cu un stylus care înregistra mișcările pe o bandă de hârtie mutată de un mecanism de ceasornic. Am trecut apoi la sistemele electromagnetice în care senzorul consta dintr-o bobină solidă cu pendulul și scufundată în câmpul unui magnet permanent în timp ce înregistrarea a fost efectuată cu un aparat de înregistrare galvanometrică . Inventatorul seismografului electromagnetic a fost Luigi Palmieri , director al Observatorului Vezuvian și profesor la Universitatea din Napoli.

În prezent seismografele electromagnetice au evoluat odată cu aplicarea computerelor care vă permit să înregistrați date în formă digitală cu o dinamică extrem de ridicată și să aplicați filtrarea semnalelor detectate care vă permit să eliminați interferențele datorate fenomenelor locale (trafic și alte activități ale omului) sau caracteristicile sistemului de detectare ( rezonanță pendulă).

Principala stație de detectare a cutremurelor din Italia se află în Institutul Național de Geofizică și Vulcanologie , (INGV), unde ajung măsurătorile tuturor stațiilor principale din Italia. S-a născut în jurul anului 1999 și și-a asumat imediat o importanță considerabilă la nivel european, datorită și colaborării cu FDSN , care permite schimbul de date seismografice la nivel internațional.