测震神器如何检测地球“动怒”?

地球诞生之初,

就在不断运动和变化,

逐渐积累了巨大的能量。

地壳某些脆弱地带,

岩层不堪忍受频繁的“闹脾气”,

于是与旁边的岩层“分手”

产生崩裂,

从而形成地震。

那么,

我们如何记录地球时不时的“小脾气”呢?

百年前的“地震仪”又是什么样的呢?

专治“闹脾气”,随处可见的“地震仪”

地震图是地震科学的核心和灵魂。它们由敏感仪器记录,显示地面或建筑物如何受到地面震动而摇摆。通过分析和解读这些记录,地球科学家已经了解了地球的内部结构,地震断层如何开裂以及建筑物如何随地震波而晃动。

现如今,记录地震详情的传感器,

也就是我们常说的地震计或加速计

在我们的生活中随处可见。

实际上,小伙伴们都有这样的传感器。

不知道了吧

相信不少小伙伴都知道“微信拼步数”,每款智能手机都有一个微型芯片,用于记录手机的任何动作,不论是主人在慢跑时将其携带到口袋中的震动,还是放置在桌子上,你的“步数”就是手机接收到地震波影响产生的震动记录的。

精细的庞然大物,高龄地震仪仍运转顺畅

几十年前,地震仪还是很少见的。1960年代末,大多数地震仪都还是重达数百磅的庞然大物。但同时,它们也是精巧的机械奇迹,有着敏感的弹簧和针,需要小心调试才能使用。伯克利地震实验室就仍保有德国制造的老式地震仪,虽然这台地震仪已经有百年历史,但仍然在运作,只不过它的数据不再被参考记录。

收藏于南京地震科学馆的维歇尔地震仪,重达17吨

回溯百年历史,真正的旧式地震记录

旧式地震仪虽然并不少见,但碰到一个真正旧式地震记录是非常罕见的。岁月使得纸上的记录变得模糊不清,还有许多记录已经丢失。在过去的很长一段时间,科学家们试图寻访各处,找到最古老的地震记录。

例如,1906年著名的旧金山大地震在当年世界各地的地震仪都有很好的记录。在这次地震的详细报告中,加州大学伯克利分校地质学教授安德鲁劳森复制了许多这些记录,从而为我们留下了可供查找的记录。

安德鲁劳森

目前发现的最古老的一份是137年前,也就是1881年,在日本记录的。在那之前的几年,苏格兰物理学家詹姆斯·阿尔弗雷德·尤因受聘于东京帝国大学,帮助推进日本科学的近代化。

有感于日本地震频发的现象,尤因发明了一种地震仪,用它记录了东京地区的地震。这种仪器对两个垂直方向上的水平地面运动很敏感。它通过使两根指针同时旋转划出两条同心轨迹,在一个涂满了烟油的旋转玻璃盘上记录下仪器的运动。

巧合的是,在1881年3月8日,当尤因正好在他设置仪器的房间里时,地震开始了。振动持续了约150秒,记录如下图。

1881年3月8日在日本用JA Ewing发明的地震仪记录的地震图像。

它显示了两个垂直分量的水平地面运动。地震波的到来以红色箭头标记。

为了解释这第一次地震记录,让我们看看这两个环。玻璃盘以每50秒一圈的速度逆时针旋转。外圈记录东西方向的地面运动,内圈表示南北方向的地面运动,与之同步运动的两根指针划入烟油中。

为了不相互干扰,两根指针的位置错开了四分之一圈。两个红色箭头标出了地震的开始时刻。看起来两条波浪像是在不同时间到达,当然情况并不是如此。为了减少可能造成的迷惑,尤因移动了两条痕迹,使它们重叠。图中央的图形以这种对齐的方式显示了记录的前20秒。

地球“闹脾气”虽给我们带来了很大的麻烦,

但是只要我们好好研究地震科学,

一定能够成功“征服”地球的“坏脾气”。

资料来源:

https://seismo.berkeley.edu/blog/2018/03/08/today-in-earthquake-history-oldest-seismogram-1881.html

本文转载自:地震三点通