Szeizmológia

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. október 29-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 16 szerkesztést igényelnek .

A szeizmológia ( más görög σεισμός  - földrengés és λόγος  - tanítás ) tudomány, amely a szeizmikus hullámok terjedését a Föld beleiben , a szeizmikus jelenségeket, azok okait, a kapcsolódó jelenségeket és a Föld szerkezetét vizsgálja. A szeizmikus hullámok a fő információhordozók a szeizmológiában. A szeizmikus állomásokon rögzítik őket. A szeizmikus hullámok nemcsak a földrengés fókuszát jellemzik, hanem azt a közeget is, amelyen keresztül terjednek [1] .

Számos tudomány metszéspontjában található - geológia , geofizika , fizika , kémia [2] , biológia [3] , történelem és mások. A 20. század elején megjelent a mérnöki szeizmológia - a szeizmológia egyik ága, amely a földrengések mérnöki szerkezetekre és alapjaikban lévő talajokra gyakorolt ​​​​hatásának folyamatait tanulmányozza [1] .

Tudományos irányok a szeizmológiában

A szeizmológia a következő fő területeken végez kutatásokat:

  1. A szeizmikus jelenségek természetének vizsgálata tehát arra a kérdésre keresi a választ: miért, hogyan és hol fordulnak elő.
  2. A szeizmikus jelenségekkel kapcsolatos ismeretek alkalmazása és az ellenük való védekezés egy adott helyen lehetséges szeizmikus sokkok előrejelzésével olyan szerkezetek és szerkezetek építése érdekében, amelyek ellenállnak azok hatásainak és egyéb tárgyaknak és technológiai folyamatoknak
  3. A Föld belső szerkezetének és alkotó rétegeinek rugalmas tulajdonságainak vizsgálata.

Gyakorlati érték

A szeizmológiának köszönhetően feltárták a Föld szerkezetét, és létrehozták a fő határfelületeket a bélrendszerében - a kéreg , a köpeny és a mag . Megállapítást nyert, hogy a szeizmikus jelenségek forrásaira vonatkozó adatok mellett a szeizmikus hullámok információt hordoznak arról a közegről, amelyen keresztül terjednek.

A szeizmológia lehetővé tette a szeizmikus jelenségek természetének megértését, új technológiák kifejlesztését a földalatti ütéseknek ellenálló szerkezetek építésére és még sok mást. Több mint száz évbe telt, hogy összekapcsolják a földrengések természetét az általuk gerjesztett szeizmikus hullámokkal, és körülbelül ötven évbe telt, hogy általános képet kapjunk a Föld belső szerkezetéről és a szeizmikus hullámok terjedésének természetéről. belek [4] .

Történelem

Kezdeti szakasz

Már az ókorban is végezték a legegyszerűbb szeizmológiai megfigyeléseket, amelyek főként a földrengések következményeinek leírására redukálódnak [1] .

A földrengéseket sok civilizációban ősidők óta természetfeletti okokkal magyarázták. Például az ókori japánok azt hitték, hogy ezek harcsahinták , amelyeken elképzeléseik szerint a japán szigetek nyugszanak. A korai magyarázatot, amelyet évszázadokon át használtak, Arisztotelész adott , aki azt állította, hogy a szelek felelősek a földrengésekért, kiutat keresve a Föld belsejében lévő barlangokból, ahová korábban behatoltak a légkörből . 5] . Az ősi kínai tudós , Csang Heng Hszianban i.sz. 132-ben e. feltalált egy eszközt a földrengések észlelésére [6] .

A 18. században John Michell azt javasolta, hogy a földrengéseket a rugalmas hullámok földkéregen való áthaladása okozza [7] . Megpróbálta megmagyarázni a földrengéseket a newtoni mechanikával, elemezte a szemtanúk vallomását, és 1760-ban kiadta a "Feltételezések a földrengések okairól és a jelenség megfigyelései" című könyvét. Mitchell helyesen jutott arra a következtetésre, hogy a földrengések "hullámok, amelyeket a sziklák mozgása okoz mérföldekkel a föld felszíne alatt". Az 1755-ös lisszaboni földrengés szemtanúi beszámolói szerint Mitchel 1930 km/h-ra becsülte a szeizmikus hullámok sebességét. Azt is javasolta, hogy a földrengés középpontjának elhelyezkedése a földfelszínen (amit ma epicentrumnak neveznek) a rezgések egyik vagy másik helyre érkezési idejére vonatkozó adatok összehasonlításával határozható meg. Ez a módszer vált a modern epicentrum-meghatározási módszerek alapjává, bár Mitchell rossz trükköt használt a lisszaboni földrengés epicentrumának kiszámításához a cunami irányára vonatkozó bizonyítékok alapján [4] .

A 19. század közepén Robert Malletnek köszönhetően új ugrás következett be a szeizmológia fejlődésében . Két évtizede gyűjt adatokat a történelmi földrengésekről, és végez terepkísérleteket. Mallett összeállította a világ szeizmicitásának katalógusát, amely 6831 földrengést tartalmaz. Mindegyiknél megadták az ütések dátumát, helyét, számát, lehetséges irányát, időtartamát és következményeit. Mallett új fényképezési technikával dokumentálta a pusztulást. A Royal Society támogatásával olaszországi expedíciót vállalt, melynek eredményeként 1862-ben megjelentette a The Great Neapolitan Earthquake of 1857: Basic Principles of Seismological Observations [4] [7] című kétkötetes c . Ebben a munkában, miután a földrengés által érintett területet 4 zónára osztotta a becsapódás jellege szerint, Mallett ezzel bevezette a földrengés intenzitásának első skáláját [7] .

Tudományos szeizmológia

A 19. század végén és a 20. század elején lezajlott pusztító földrengések sorozata hozzájárult ahhoz, hogy Európában, Oroszországban, az Egyesült Államokban és Japánban megkezdték a földrengések szisztematikus megfigyelését. Elkészültek a műszeresen rögzített földrengések első katalógusai, térképek készültek a források elterjedéséről. Ez lehetővé tette, hogy kapcsolatot létesítsenek a földrengések és az anyag átalakulása között a felszínen és a Föld belsejében. Világossá váltak az épületek pusztulásának okai, és nem intuitív módon, hanem tudományos alapon vált lehetővé a szeizmikusan veszélyes zónákban mérnöki építmények építése [8] . A szeizmikus hullámok elméletének alapjait O. Cauchy, S. Poisson, J. Rayleigh, G. Kirchhoff és mások munkái rakták le, a 19. század végén szeizmográfokat építettek. Azóta a szeizmológia egzakt tudományként alakult ki. A szeizmogramoknak köszönhetően lehetővé vált a földrengésforrások helyének meghatározása, a szeizmikus hullámok hodográfjainak elkészítése, amelyek meghatározzák a hullámok állomásra érkezésének időpontjának a földrengés epicentrumától való távolságától való függőségét. Ezen adatok alapján következtetéseket vontak le a Föld szerkezetére vonatkozóan [1] .

1899-ben Emil Wiechert német geofizikus, szeizmológus felvetette, hogy a szeizmogramon rögzített longitudinális P és keresztirányú S szeizmikus hullámok mély eredetűek. Más szóval, a Föld belsejében lévő forrásokhoz kapcsolódnak. Eltelt még néhány év, és ez a nézőpont általánosan elfogadottá vált. Világossá vált az általános kép a szeizmikus hullámok gerjesztéséről és terjedéséről a bolygó beleiben. 1906-ban Wiechert a szeizmogram közbülső hullámcsoportjait a földfelszínről visszaverődőnek értelmezte, az angol Dixon Oldham (Olgrem) pedig az S-hullámok terjedésének jellege alapján egy belső mag létezését javasolta a bolygó [1] . Később egy külső "folyékony" magra és egy belső "szilárd" magra osztották. Ugyanebben az 1906-ban G. F. Reid , miközben az 1906-os San Franciscó-i földrengés utáni San Andreas -törés menti eltolódást tanulmányozta , a rugalmas visszarúgás hipotézisét terjesztette elő a földrengés okainak magyarázatára, amely elméletté vált , amelyben 70 évvel később kevesen kételkedtek [9] .

1907-ben Karl Zoeppritz német geofizikus és szeizmológus bebizonyította, hogy a szeizmikus hullámok amplitúdóinak vizsgálata lehetővé teszi a Föld belső szerkezetének megítélését.

Andrej Mohorovicic horvát geofizikus és szeizmológus 1909-ben fedezte fel a határt a földkéreg és az alatta lévő köpeny között [1] .

1913-ban a geológiai kutatás és a műszeres szeizmikus adatok terén elért haladás lehetővé tette Beno Guttenberg amerikai szeizmológus számára, hogy általános elképzelést fogalmazzon meg a Föld belső szerkezetéről [4] .

1935-ben C. Richter amerikai szeizmológus magnitúdós skálát javasolt a földrengésekhez. 1936-ban I. Leman dán szeizmológus egy szilárd belső mag jelenlétét fedezte fel a Földön. Az 1940-es évek elején a brit G. Jeffreys és az ausztrál C. Bullen utazási időgörbéket épített a szeizmikus hullámokhoz. Ezek alapján készültek el a Föld szerkezetének első modelljei [1] .

1969 - ben elkezdték tanulmányozni a Hold szeizmológiáját  – lásd Moonquake .

1976-ban a szeizmométert a Viking-2 AMS szállította a Mars felszínére . Nyolc esemény szeizmogramja készült, amelyek közül hetet széllökések okoztak, egy pedig - 1976. november 6- tól  - valószínűleg [10] a Richter-skála szerinti 2,8-as erősségű Mars-rengés volt [11] . A Mars szeizmológiájának további vizsgálatát az InSight misszió [10] segítségével tervezik .

Szeizmológia Oroszországban

A szeizmológia sok tekintetben e tudomány lelkesítőjének és népszerűsítőjének, Alekszandr Petrovics Orlovnak köszönheti megalakulását az Orosz Birodalomban . B. K. Polenov professzor ESBE -ben megjelent cikke szerint A. P. Orlov " hosszú ideig az egyetlen szakember a geológiának ezen a területen Oroszországban " [12] . Orlov fáradhatatlanul törekedett állandó szeizmológiai állomások létrehozására az oroszországi szeizmikus tevékenység megfigyelésére, és ezt az elképzelést egész életében támogatta. Erőfeszítései révén az 1880-as években nagyrészt szeizmikus bizottságot hoztak létre az Orosz Birodalmi Földrajzi Társaság alatt [13] . Ez az esemény joggal tekinthető az orosz szeizmológia születésnapjának.

Az Oroszország területén bekövetkezett földrengésekről szóló információkat a 17-18. századi történelmi dokumentumok tartalmazzák. A földrajzi övezetek hatalmas területe és sokfélesége felkeltette a tudósok érdeklődését az ország természeti jelenségei és geológiája iránt. Még Lomonoszov is megértette, hogy a földrengés nemcsak katasztrófa, hanem tudásforrás is. A. P. Orlov , I. V. Mushketov és sok más tudós munkái lefektették a hazai szeizmológia alapjait. 1893-ban Mushketov befejezte és kiadta Orlov posztumusz művét, a Földrengések katalógusát az Orosz Birodalomban címmel. 1887-ben és 1911-ben pusztító földrengések voltak Verny városában (ma Almati , Kazahsztánban). 1895-ben erős földrengés volt Krasznovodszk városában (ma Türkmenbashi Türkmenisztánban). 1902-ben pusztító földrengések történtek Andizsánban ( Üzbegisztán ) és Shamakhiban ( Azerbajdzsán ). A földalatti behatások következményei azok természetének és előfordulási helyeinek tanulmányozását tűzték ki célul. Színreállításuk B. B. Golitsin akadémikus nevéhez fűződik . A XX. század elejére fejlesztette ki a szeizmikus rezgések galvanometrikus regisztrációs rendszerét. Letette a hazai és a világ szeizmometria módszertani alapjait. Golitsyn tudományos munkáinak köszönhetően az orosz szeizmológia a 20. század elején vezető helyet foglalt el a világtudományban, és szeizmométerei a földrengések tanulmányozására és az ásványok szeizmikus kutatására szolgáló modern berendezések prototípusává váltak .

1900-ban az Orosz Tudományos Akadémián létrehozták az Állandó Szeizmikus Bizottságot (PCSC) , amelynek tagja volt B. B. Golitsin is, és a Pulkovói Obszervatórium igazgatója , O. A. Backlund akadémikus lett az elnök.

1904-ben az Oroszországi Szeizmikus Bizottság a Nemzetközi Szeizmológiai Szövetség részévé vált. Oroszország képviselője a Nemzetközi Szeizmológiai Szövetség Állandó Bizottságában G. V. Levitsky, a Jurjev Egyetem professzora volt.

1905-ben a PCSC ülésén a B. B. Golitsin vezette albizottság javaslatára új, állandó második kategóriájú szeizmikus állomások felállítását tervezték, köztük egy jekatyerinburgi szeizmikus állomást, amelyet a tervek szerint a mágneses meteorológiai obszervatórium. Szeizmikus állomást nyitottak Derbentben.

1906-ban B. B. Golitsyn akadémikus megalkotta az első szeizmográfot, amely a mechanikai rezgéseket elektromos rezgésekre alakítja át.

1917-ben az általános pusztítás és a fényképészeti anyagok hiánya miatt az oroszországi szeizmikus állomások gyakorlatilag leállították a munkájukat.

1946-ban, a SIAN és a Szovjetunió Tudományos Akadémia ITG-jének egyesülése eredményeként megalakult a Geofizikai Intézet ( GEOPHIAN ).

A szeizmikus kutatás új szakasza az 1948- as asgabati (ma Türkmenisztán fővárosa) földrengés katasztrofális következményeihez kapcsolódik. Az országban megkezdődtek a földrengések előfutárainak felkutatása és előfordulásuk mechanizmusának tanulmányozása. 1965-ben létrehozták a Szovjetunió Egységes Szeizmikus Megfigyelési Rendszerét (ESSN) [14] . 1990-re az ESSN több mint 450 szeizmikus állomást foglalt magában, amelyek a Szovjetunió mintegy 30 szeizmológiai intézményéhez tartoztak [15] . A földrengések katalógusait évente elkezdték kiadni. Új megfigyelési eszközöket fejlesztettek ki, és előrejelző oldalakat hoztak létre Garmban (Tádzsikisztán) és Ashgabatban.

Az akkori szeizmikus kutatáshoz külön hozzájárultak:

1958-ban a Szovjetunióban létrehozták a Szökőár-figyelmeztető Szolgálatot . Feladatai a szökőár lehetőségére vonatkozó figyelmeztetések, azok megszüntetéséről szóló értesítések eljuttatása a szökőárveszélyes területen található területek lakosságához és szervezeteihez, valamint a cunami jelenség tanulmányozása volt.

1962-ben a Szovjetunió Tudományos Akadémia Szeizmológiai Tanácsa kiadta a Szovjetunió első földrengések atlaszát.

1964-ben egy 12 pontos MSK - 64 skálát fejlesztettek ki a földfelszínen a szeizmikus rezgések megnyilvánulásának erősségének felmérésére.

Úttörő munka a Szovjetunió földrengés-előrejelzésével kapcsolatban az 1960-as és 1970-es években. feltárta a kapcsolatot a földrengések előfordulása és a szeizmikus hullámok sebességének ingadozása között a Tádzsik SSR Garm régiójában . Ennek eredményeként különösen sikeresen jósoltak meg egy 7,0 erősségű földrengést, amely 1978. november 1-jén következett be ezen a területen [18] .

1997-ben az Orosz Tudományos Akadémia Földfizikai Intézetében Valentin Ivanovics Ulomov irányításával térképkészletet készítettek Észak- Eurázsia általános szeizmikus zónáiról .

Oroszország területének és a szomszédos régiók szeizmikus megfigyelését az Orosz Tudományos Akadémia Geofizikai Szolgálata (GS RAS) végzi. 1994-ben alapították, és körülbelül háromszáz szeizmikus állomást foglal magában. Feladatai közé tartozik a földrengések rögzítése és természetük tanulmányozása. A GS RAS állomásai regisztrálják a bolygón és Oroszország területén előforduló földrengéseket, összeállítják katalógusaikat, amelyek szükségesek az esetleges erős földrengések következményeinek csökkentését célzó intézkedések végrehajtásához. A szeizmikus aktivitás monitorozási eredményei a HS Sürgős Jelentési Szolgálat honlapján jelennek meg [4] [8] .

Feladatok

A szeizmológia segítségével a Föld belső szerkezetét vizsgálják. Ezért nagyon fontos tudni, hogy az egyenletességtől való eltérések hogyan befolyásolják a szeizmikus hullámok terjedését. Lényegében a Föld belső szerkezetére vonatkozó összes rendelkezésünkre álló közvetlen adatot a földrengések során gerjesztett rugalmas hullámok terjedésének megfigyeléseiből nyerjük .

A földrengések a földkéreg sajátos oszcillációs mozgásának tekinthetők, amelyet rövid periódusok (a Föld saját rezgései esetén több tíz perctől a másodperc töredékéig) jellemeznek. A szeizmicitás a földrengések földrajzi eloszlására, a földfelszín szerkezetével való kapcsolatára és a magnitúdó (vagy energia) szerinti megoszlására utal.

Létezik bánya szeizmológia is, amely a kifejlesztett érctest területén a szeizmicitás monitorozásával, valamint a kőzetkitörések előrejelzésével és megelőzésével foglalkozik a bányászati ​​műveletek biztonsága érdekében.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Yanovskaya, 2015 .
  2. ↑ Batyr Karryev. Itt jön a földrengés: hipotézisek, tények, okok és következmények … — SIBIS. — 461 p. Archivált 2017. február 2-án a Wayback Machine -nél
  3. ↑ Nepomniachtchi Nyikolaj Nyikolajevics. Katasztrófák és kataklizmák . — OLMA Médiacsoport, 2010-01-15. — 259 p. — ISBN 9785373030083 . Archivált 2017. február 2-án a Wayback Machine -nél
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Természeti katasztrófák: földrengések - Batyr Karryev - Ridero . ridero.ru Letöltve: 2016. március 10. Az eredetiből archiválva : 2018. július 24.
  5. ↑ Gere, Shah, 1988 , p. 25.
  6. ↑ Gere, Shah, 1988 , p. 83.
  7. ↑ 1 2 3 Abey, 1982 , p. tizenegy.
  8. ↑ 1 2 Batyr Karryev. Itt jön a földrengés: hipotézisek, tények, okok és következmények … — SIBIS. — 461 p. Archivált : 2016. június 30. a Wayback Machine -nél
  9. ↑ Abie, 1982 , p. 98, 102.
  10. ↑ 1 2 Mars-rengés, amely lenyűgöző nyomokat tár fel a bolygó korai éveiről , a természetről  (2018. április 26.). Archiválva az eredetiből 2019. április 27-én. Letöltve: 2018. augusztus 6.
  11. ↑ Galkin I.N. Földönkívüli szeizmológia. - M . : Nauka , 1988. - S. 138-146. — 195 p. — ( A Föld és az Univerzum ). — 15.000 példány.  — ISBN 502005951X .
  12. ↑ Polenov B.K. Orlov, Alexander Petrovich // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
  13. ↑ Jasztrebcev E. Orlov, Alekszandr Petrovics // Orosz életrajzi szótár  : 25 kötetben. - Szentpétervár. - M. , 1896-1918.
  14. ↑ Az Elnökség 1965. január 15-i határozata
  15. ↑ Mihail Alekszandrovics Szadovszkij: esszék, emlékiratok, anyagok. N. V. Kondorszkaja. M. A. Sadovskyra emlékezve . - Moszkva: Nauka, 2004. - S. 113. - 271 p. - 530 példány.  — ISBN 5-02-033294-1 . Archiválva : 2020. június 19. a Wayback Machine -nél
  16. ↑ E. M. Butovskaya . Hozzáférés időpontja: 2016. december 20. Az eredetiből archiválva : 2016. december 21.
  17. ↑ N. A. Vvedenskaya . Hozzáférés időpontja: 2016. december 20. Az eredetiből archiválva : 2016. december 21.
  18. ↑ Gere, Shah, 1988 , p. 114-115.

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
 Geológia
elméleti
Dinamikus
történelmi
Alkalmazott
Egyéb
Kategória Geológia