Seismograf

Seismograf (řecky seismos – zemětřesení a graphein – psát) nebo seismometr (metero – měřit) je přístroj, který měří a pořizuje zápis velikosti, síly a průběhu seismických vln, vzniklých jak při zemětřesení, tak i lidskou činností. Seismografy jsou využívány seismology studujícími průběh zemětřesení, ale také geology zkoumajícími nitro Země. Časový záznam aktivity se označuje jako seismogram.

Historie

Replika seismoskopu Čang Chenga (výstava v Chabot Space and Science Center v roce 2004, Oakland, Kalifornie)

První jednoduchý seismometr sestrojil vynálezce a dvorní astronom dynastie Chan Čang Cheng v roce 132 našeho letopočtu. Po několika zemětřeseních v tomto roce sestrojil Čang Cheng „přístroj“, který měl varovat před dalším zemětřesením. Šlo o bronzovou nádobu o průměru asi 2 metry. Na jejím vnějšku bylo rovnoměrně rozmístěno osm plastik draka s měděnou kuličkou v tlamě směřující dolů. Kolem nádoby pod plastikami byly umístěny plastiky žab s otevřenými ústy. Když došlo k otřesům, kyvadlo se uvnitř džbánu pohybovalo ve vymezených směrech. Zatlačilo páčku, která otevřela příslušnou dračí tlamu. Kulička spadla do tlamy žáby umístěné pod drakem a zvuk upozornil na zemětřesení. Otevřená tlama draka pak ukazovala směrem k němu. První „západní“ popis tohoto zařízení pochází z roku 1703, jeho autorem je francouzský fyzik a kněz Jean de Hautefeuille.^[1]

Okolo roku 1856 vyvinul Luigi Palmieri elektromagnetický seismograf, u nějž vibrace zemětřesení spojovaly elektrický okruh. Přístroj umožnil zaznamenávání času nebo připojení dalších zařízení. Další z kyvadlových seismografů sestrojil John Milne na Imperial College of Engineering v Japonsku v roce 1880.

První seismogram vzdáleného zemětřesení byl zaznamenán v roce 1889 náhodou v Postupimi.^[2] Astronom Ernst von Rebeur-Paschwitz zaznamenal povrchové vlny zemětřesení v Japonsku pomocí zařízení, které bylo určeno pro měření průhybů podle astrofyzikálních vlivů. Ernst von Rebeur-Paschwitz je považován za jednoho z otců seismologie.

V roce 1904 vyvinul Boris Borisovič Golicyn v Petrohradě elektrodynamický seismograf, který nahradil mechanická zařízení a po několika technických zlepšeních se stal vzorem moderních zařízení.

Za dalšího z vynálezců seismografu je považován německý fyzik Emil Wiechert.^[3] Jeho seismograf s vysokou citlivostí poprvé dovolil průběžný záznam globální zemětřesné aktivity a stal se modelem pro většinu přístrojů používaných v seismických stanicích po celém světě již desítky let.

Vyhodnocování

Pro určení přesného místa a času zemětřesení se používá síť seismografů. Pro přesnou lokalizaci jsou vyhodnocovány časové rozdíly (princip ložiska). Vzhledem k tomu, že se seizmické vlny šíří uvnitř Země rychlostí několika kilometrů za sekundu, zaznamenat lze po krátké době zemětřesení například na jiném kontinentě. Kromě přirozených zemětřesení lze pomocí seismografů také registrovat:

indukované zemětřesení – zemětřesení způsobené lidskou činností
mikroseismický nepokoj
trhací práce (např. v lomech)
jaderné testy
vibrace v dopravě

V závislosti na konstrukci přístroje lze zaznamenat:

zrychlení
rychlost
průhyb (pohyby země)

Ze záznamů lze vyvodit:

velikost zemětřesení
místo původu (epicentrum a hypocentrum)
frekvenční spektrum
časové, prostorové a energetické rozložení

Nejjednodušší seismometr

Demonstrovat neustálé jemné, subjektivně nepociťované otřesy půdy můžeme tímto velmi jednoduchým zařízením. Při západu slunce položíme lavor s vodou na zem tak, aby hladina vrhala odraz (prasátko) na zastíněnou stěnu. Čím je stěna dál od lavoru, tím je seismometr citlivější a chvění obrazu na stěně je pozorovatelné, i když máme pocit, že je půda zcela klidná. Nejlepších výsledků dosáhneme, když lavor leží přímo na skalním podloží, například na skalním výchozu.

Uspořádání jednoduchého, leč citlivého seismometru. Lavor s vodou by měl být spojen se zemí, nejlépe se skalním podložím (skalní výchoz). Odraz promítáme na co nejvzdálenější zastíněnou stěnu, aby byly patrné i velmi jemné pohyby země.

Odkazy

Reference

↑ Joseph Needham. Science and Civilisation in China: Paper and Printing. [s.l.]: Cambridge University Press, 1985. Dostupné online. ISBN 978-0-521-08690-5. S. 122.
↑ SCHWEITZER, Johannes; LAY, Thorne. IASPEI: its origins and the promotion of global seismology. S. 173–180. History of Geo- and Space Sciences [online]. 2019-04-16 [cit. 2024-11-19]. Roč. 10, čís. 1, s. 173–180. DOI 10.5194/hgss-10-173-2019. (anglicky)
↑ Joseph F. Mulligan: Emil Wiechert (1861–1928): Esteemed seismologist, forgotten physicist. American Journal of Physics, sv. 69, 2001, s. 277-287.

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu seismograf na Wikimedia Commons
Slovníkové heslo seismograf ve Wikislovníku

Pahýl

Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.

[Needham-1] Joseph Needham. Science and Civilisation in China: Paper and Printing. [s.l.]: Cambridge University Press, 1985. Dostupné online. ISBN 978-0-521-08690-5. S. 122.

[2] SCHWEITZER, Johannes; LAY, Thorne. IASPEI: its origins and the promotion of global seismology. S. 173–180. History of Geo- and Space Sciences [online]. 2019-04-16 [cit. 2024-11-19]. Roč. 10, čís. 1, s. 173–180. DOI 10.5194/hgss-10-173-2019. (anglicky)

[3] Joseph F. Mulligan: Emil Wiechert (1861–1928): Esteemed seismologist, forgotten physicist. American Journal of Physics, sv. 69, 2001, s. 277-287.

[1]

[2]

[3]