Seismologi

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 29. oktober 2019; checks kræver 16 redigeringer .

Seismologi (fra andet græsk σεισμός  - jordskælv og λόγος  - undervisning ) er en videnskab, der studerer udbredelsen af ​​seismiske bølger i jordens tarme , seismiske fænomener, deres årsager, deres tilknyttede fænomener og jordens struktur. Seismiske bølger er den vigtigste informationsbærer i seismologi. De er optaget på seismiske stationer. Seismiske bølger karakteriserer ikke kun fokus for et jordskælv, men også det medium, hvorigennem de udbreder sig [1] .

Det er placeret i skæringspunktet mellem mange videnskaber - geologi , geofysik , fysik , kemi [2] , biologi [3] , historie og andre. I begyndelsen af ​​det 20. århundrede opstod ingeniørseismologien - en gren af ​​seismologien, der studerer processerne for jordskælvs indvirkning på ingeniørstrukturer og jordbund i deres fundamenter [1] .

Videnskabelige anvisninger i seismologi

Seismologi udfører forskning inden for følgende hovedområder:

  1. Studiet af arten af ​​seismiske fænomener leder med andre ord efter et svar på spørgsmålet: hvorfor, hvordan og hvor opstår de.
  2. Anvendelse af viden om seismiske fænomener og til beskyttelse mod dem ved at forudsige mulige seismiske stød på et bestemt sted for at bygge strukturer og strukturer, der er modstandsdygtige over for deres påvirkninger og andre objekter og teknologiske processer
  3. Studiet af Jordens indre struktur og de elastiske egenskaber af dens konstituerende lag.

Praktisk værdi

Takket være seismologi blev Jordens struktur afsløret, og de vigtigste grænseflader i dens tarme blev etableret - skorpen , kappen og kernen . Det blev fundet, at ud over data om kilderne til seismiske fænomener, bærer seismiske bølger information om det medium, hvorigennem de udbreder sig.

Seismologi har gjort det muligt at forstå arten af ​​seismiske fænomener, at udvikle nye teknologier til konstruktion af strukturer, der er modstandsdygtige over for underjordiske stød og meget mere. Det tog mere end hundrede år at forbinde jordskælvs natur med de seismiske bølger, der blev ophidset af dem, og omkring halvtreds år at få en generel idé om Jordens indre struktur og arten af ​​udbredelsen af ​​seismiske bølger i dens dybder [4] .

Historie

Indledende fase

Allerede i oldtiden blev der udført de simpleste seismologiske observationer, som hovedsageligt blev reduceret til en beskrivelse af konsekvenserne af jordskælv [1] .

Jordskælv er blevet forklaret af overnaturlige årsager siden oldtiden i mange civilisationer. For eksempel troede de gamle japanere, at disse var havkatgynger , som de japanske øer ifølge deres ideer hvilede på. En tidlig forklaring, som dengang blev brugt i mange århundreder, blev givet af Aristoteles , som foreslog, at vindene var skyld i jordskælv, idet han ledte efter en vej ud af huler i jordens indvolde, hvor de tidligere var trængt ind fra atmosfæren [ 5] . Den gamle kinesiske lærde Zhang Heng i Xi'an i 132 e.Kr e. opfundet en anordning til at detektere jordskælv [6] .

I det 18. århundrede foreslog John Michell , at jordskælv var forårsaget af passage af elastiske bølger gennem jordskorpen [7] . I et forsøg på at forklare jordskælv ud fra newtonsk mekanik analyserede han vidnesbyrd fra øjenvidner og udgav i 1760 bogen "Antagelser om årsagerne til jordskælv og observationer af dette fænomen." Mitchell konkluderede med rette, at jordskælv er "bølger forårsaget af bevægelser af sten miles under jordens overflade." Ifølge øjenvidneberetninger om jordskælvet i Lissabon i 1755 estimerede Mitchel hastigheden af ​​seismiske bølger til 1930 km/t. Han foreslog også, at placeringen af ​​et jordskælvs centrum på jordens overflade (det der nu kaldes epicentret) kan bestemmes ved at sammenligne data om ankomsttiden for vibrationer på et eller andet sted. Denne metode er blevet grundlaget for moderne metoder til at bestemme epicentret, selvom Mitchell brugte det forkerte trick til at beregne epicentret for jordskælvet i Lissabon baseret på beviser for tsunamiens retning [4] .

Et nyt spring i udviklingen af ​​seismologi skete i midten af ​​det 19. århundrede takket være Robert Mallet . Han har indsamlet data om historiske jordskælv og udført felteksperimenter i to årtier. Mallett udarbejdede et katalog over verdens seismicitet, bestående af 6831 jordskælv. For hver af dem blev dato, placering, antal stød, mulig retning, varighed af svingninger og deres konsekvenser givet. Mallett brugte en ny fotografiteknik til at dokumentere ødelæggelsen. Sponsoreret af Royal Society foretog han en ekspedition til Italien, som et resultat af hvilken han i 1862 udgav tobindet The Great Napolitan Earthquake of 1857: Basic Principles of Seismological Observations [4] [7] . I dette arbejde, efter at have opdelt det område, der var berørt af jordskælvet i 4 zoner i henhold til arten af ​​påvirkningen, introducerede Mallett derved den første skala for jordskælvets intensitet [7] .

Videnskabelig seismologi

En række ødelæggende jordskælv i slutningen af ​​det 19. og begyndelsen af ​​det 20. århundrede bidrog til, at man i Europa, Rusland, USA og Japan begyndte systematiske observationer af jordskælv. De første kataloger over instrumentelt registrerede jordskælv blev kompileret, kort over fordelingen af ​​deres kilder blev konstrueret. Dette gjorde det muligt at etablere en sammenhæng mellem jordskælv og omdannelsen af ​​stof på overfladen og inde i Jorden. Årsagerne til ødelæggelsen af ​​bygninger blev tydelige, og det blev muligt, ikke intuitivt, men på et videnskabeligt grundlag, at bygge tekniske strukturer i seismisk farlige zoner [8] . Grundlaget for teorien om seismiske bølger blev lagt af værker af O. Cauchy, S. Poisson, J. Rayleigh, G. Kirchhoff m.fl.. I slutningen af ​​det 19. århundrede blev der konstrueret seismografer. Siden dengang er seismologi blevet dannet som en eksakt videnskab. Takket være seismogrammer blev det muligt at bestemme placeringen af ​​jordskælvskilder, bygge hodografer af seismiske bølger, som bestemmer afhængigheden af ​​tidspunktet for bølgeankomst til stationen på dens afstand fra jordskælvets epicenter. Baseret på disse data blev der draget konklusioner om Jordens struktur [1] .

I 1899 foreslog den tyske geofysiker, seismolog Emil Wiechert , at de langsgående P og tværgående S seismiske bølger registreret på seismogrammet er af dyb oprindelse. Med andre ord er de forbundet med kilder i jordens tarme. Der gik et par år mere, og dette synspunkt blev universelt accepteret. Det generelle billede af excitationen og udbredelsen af ​​seismiske bølger i planetens tarme blev klart. I 1906 fortolkede Wiechert de mellemliggende grupper af bølger på seismogrammet som reflekteret fra jordens overflade, og englænderen Dixon Oldham (Olgrem), baseret på arten af ​​udbredelsen af ​​S-bølger, foreslog eksistensen af ​​en indre kerne i planet [1] . Det blev senere opdelt i en ydre "flydende" kerne og en indre "fast" kerne. I samme 1906 fremsatte G.F. Reid , mens han studerede skiftet langs San Andreas-forkastningen efter jordskælvet i 1906 i San Francisco , hypotesen om elastisk rekyl for at forklare årsagerne til jordskælvet, som blev en teori , hvori 70 år senere var de færreste i tvivl [9] .

I 1907 beviste den tyske geofysiker og seismolog Karl Zoepritz , at studiet af seismiske bølgers amplituder gør det muligt at bedømme Jordens indre struktur.

I 1909 opdagede den kroatiske geofysiker og seismolog Andrej Mohorovicic grænsen mellem jordskorpen og den underliggende kappe [1] .

I 1913 tillod fremskridt inden for geologisk forskning og instrumentelle seismiske data den amerikanske seismolog Beno Guttenberg at formulere en generel idé om Jordens indre struktur [4] .

I 1935 foreslog den amerikanske seismolog C. Richter en størrelsesskala for jordskælv. I 1936 opdagede den danske seismolog I. Leman tilstedeværelsen af ​​en fast indre kerne i Jorden. I begyndelsen af ​​1940'erne byggede briten G. Jeffreys og australieren C. Bullen rejsetidskurver for seismiske bølger. Baseret på dem blev de første modeller af Jordens struktur skabt [1] .

I 1969 begyndte de at studere månens seismologi  - se Moonquake .

I 1976 blev seismometeret leveret til overfladen af ​​Mars af Viking-2 AMS . Seismogrammer af otte hændelser blev opnået, hvoraf syv var forårsaget af vindstød, og en - fra 6. november 1976  - sandsynligvis [10] var et Mars-skælv med en styrke på 2,8 på Richter-skalaen [11] . Yderligere undersøgelse af Mars seismologi er planlagt ved hjælp af InSight- missionen [10] .

Seismologi i Rusland

Seismologi skylder på mange måder sin dannelse i det russiske imperium til entusiast og popularizer af denne videnskab Alexander Petrovich Orlov . Ifølge en artikel af professor B.K. Polenov publiceret i ESBE var A.P. Orlov "i lang tid den eneste specialist inden for dette geologiområde i Rusland " [12] . Orlov søgte utrætteligt oprettelsen af ​​permanente seismologiske stationer til at overvåge seismisk aktivitet i Rusland, og han fremmede denne idé gennem hele sit liv. I vid udstrækning, gennem hans indsats, blev der i 1880'erne oprettet en seismisk kommission under Imperial Russian Geographical Society [13] . Denne begivenhed kan med rette betragtes som fødselsdagen for russisk seismologi.

Oplysninger om jordskælv, der fandt sted på Ruslands territorium, er indeholdt i historiske dokumenter fra det 17.-18. århundrede. Det enorme territorium og mangfoldigheden af ​​geografiske zoner stimulerede videnskabsmænds interesse for landets naturlige fænomener og geologi. Selv Lomonosov forstod, at et jordskælv ikke kun er en katastrofe, men også en kilde til viden. Forskernes værker A. P. Orlov , I. V. Mushketov og mange andre lagde grundlaget for indenlandsk seismologi. I 1893 afsluttede og udgav Mushketov Orlovs posthume værk, Catalog of Earthquakes in the Russian Empire. I 1887 og 1911 var der ødelæggende jordskælv i byen Verny (nu Almaty i Kasakhstan). I 1895 var der et kraftigt jordskælv i byen Krasnovodsk (nu Turkmenbashi i Turkmenistan). I 1902 opstod ødelæggende jordskælv i Andijan ( Usbekistan ) og Shamakhi ( Aserbajdsjan ). Konsekvenserne af underjordiske påvirkninger har fremsat opgaven med at studere deres natur og de steder, hvor de forekommer. Deres iscenesættelse er forbundet med navnet på akademiker B. B. Golitsyn . Han udviklede et system til galvanometrisk registrering af seismiske vibrationer, avanceret i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Lagde det metodiske grundlag for indenlandsk og verdens seismometri. Takket være Golitsyns videnskabelige værker tog russisk seismologi i begyndelsen af ​​det 20. århundrede en førende plads i verdensvidenskaben, og hans seismometre blev prototypen på moderne udstyr til at studere jordskælv og seismisk udforskning af mineraler .

I 1900 blev den permanente seismiske kommission (PCSC) etableret ved det russiske videnskabsakademi , som omfattede BB Golitsyn, og direktøren for Pulkovo-observatoriet , akademiker O. A. Backlund, blev formand.

I 1904 blev Ruslands Seismiske Kommission en del af International Seismological Association. Repræsentanten for Rusland i Den Permanente Kommission for International Seismological Association var G. V. Levitsky, professor ved Yuryev University.

I 1905 var det på et møde i PCSC, efter forslag fra et underudvalg ledet af B. B. Golitsyn, planlagt at oprette nye permanente seismiske stationer af anden kategori, herunder en seismisk station i Jekaterinburg, som var planlagt til at blive oprettet kl. det magnetiske meteorologiske observatorium. En seismisk station blev åbnet i Derbent.

I 1906 skabte akademiker B. B. Golitsyn den første seismograf, der konverterer mekaniske vibrationer til elektriske.

I 1917, på grund af den generelle ødelæggelse og mangel på fotografiske materialer, stoppede seismiske stationer i Rusland praktisk talt deres arbejde.

I 1946, som et resultat af fusionen af ​​SIAN og ITG fra USSR Academy of Sciences, blev Geophysical Institute ( GEOPHIAN ) dannet.

En ny fase af seismisk forskning er forbundet med de katastrofale konsekvenser af jordskælvet i Ashgabat (nu hovedstaden i Turkmenistan) i 1948. Arbejdet er begyndt i landet for at søge efter jordskælvsforstadier og studere mekanismen for deres forekomst. I 1965 blev det Unified System of Seismic Observations of the USSR (ESSN) [14] oprettet . I 1990 omfattede ESSN mere end 450 seismiske stationer tilhørende omkring 30 seismologiske institutioner i USSR [15] . Jordskælvskataloger begyndte at blive udgivet årligt. Nye instrumenter til observationer er blevet udviklet, og prognosesteder er blevet oprettet i Garm (Tadsjikistan) og Ashgabat.

Et særligt bidrag til datidens seismiske forskning blev ydet af:

I 1958 blev Tsunami-varslingstjenesten etableret i USSR . Dets opgaver var at bringe advarsler om muligheden for tsunamier, meddelelser om deres annullering til befolkningen og organisationer i områder beliggende i tsunamifarlige områder samt at undersøge tsunamifænomenet.

I 1962 udgav Rådet for Seismologi ved USSR Academy of Sciences det første jordskælvsatlas i USSR.

I 1964 blev en 12-punkts skala MSK - 64 udviklet til at vurdere styrken af ​​manifestationen af ​​seismiske vibrationer på jordens overflade.

Pionerarbejde med forudsigelse af jordskælv i USSR i 1960'erne og 1970'erne. afslørede sammenhængen mellem forekomsten af ​​jordskælv og fluktuationer i hastighederne af seismiske bølger for Garm -regionen i Tadsjikisk SSR . Som følge heraf blev især et jordskælv med en styrke på 7,0 med succes forudsagt, som fandt sted den 1. november 1978 i dette område [18] .

I 1997 blev et sæt kort over den generelle seismiske zoneinddeling af det nordlige Eurasien udarbejdet ved Det Russiske Videnskabsakademis Institut for Fysik under ledelse af Valentin Ivanovich Ulomov .

Seismisk overvågning af territoriet i Rusland og tilstødende regioner udføres af Geophysical Service of the Russian Academy of Sciences (GS RAS). Det blev etableret i 1994 og omfatter omkring tre hundrede seismiske stationer. Dens opgaver omfatter optagelse af jordskælv og undersøgelse af deres natur. Stationerne i GS RAS registrerer jordskælv, der forekommer på planeten og på Ruslands territorium, sammensætter deres kataloger, der er nødvendige for gennemførelsen af ​​foranstaltninger til at reducere konsekvenserne af mulige stærke jordskælv. Resultater af overvågning af seismisk aktivitet vises på webstedet for HS Urgent Reporting Service [4] [8] .

Opgaver

Ved hjælp af seismologi studeres Jordens indre struktur. Derfor er det meget vigtigt at vide, hvordan afvigelser fra ensartethed påvirker udbredelsen af ​​seismiske bølger. I det væsentlige er alle direkte data om Jordens indre struktur til vores rådighed opnået fra observationer af udbredelsen af ​​elastiske bølger ophidset under jordskælv.

Jordskælv kan betragtes som specifikke oscillerende bevægelser af jordskorpen, karakteriseret ved en kort varighed af perioder (fra snesevis af minutter for Jordens egne svingninger til brøkdele af sekunder). Seismicitet refererer til den geografiske fordeling af jordskælv, deres forbindelse med strukturen af ​​jordens overflade og fordeling efter størrelse (eller energi).

Der er også mineseismologi, som beskæftiger sig med overvågning af seismicitet i området af det udviklede malmlegeme og forudsigelse og forebyggelse af stenbrud for at sikre sikkerheden ved minedrift.

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Yanovskaya, 2015 .
  2. ↑ Batyr Karryev. Her kommer jordskælvet: hypoteser, fakta, årsager og konsekvenser ... — SIBIS. — 461 s. Arkiveret 2. februar 2017 på Wayback Machine
  3. ↑ Nepomniachtchi Nikolai Nikolaevich. Katastrofer og katastrofer . — OLMA Media Group, 2010-01-15. — 259 s. — ISBN 9785373030083 . Arkiveret 2. februar 2017 på Wayback Machine
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Katastrofer i naturen: jordskælv - Batyr Karryev - Ridero . ridero.ru Hentet 10. marts 2016. Arkiveret fra originalen 24. juli 2018.
  5. ↑ Gere, Shah, 1988 , s. 25.
  6. ↑ Gere, Shah, 1988 , s. 83.
  7. ↑ 1 2 3 Abey, 1982 , s. elleve.
  8. ↑ 1 2 Batyr Karryev. Her kommer jordskælvet: hypoteser, fakta, årsager og konsekvenser ... — SIBIS. — 461 s. Arkiveret 30. juni 2016 på Wayback Machine
  9. ↑ Abie, 1982 , s. 98, 102.
  10. ↑ 1 2 Mars-skælv skal afsløre fristende spor til planetens tidlige år , Nature  (26. april 2018). Arkiveret fra originalen den 27. april 2019. Hentet 6. august 2018.
  11. ↑ Galkin I.N. Udenjordisk seismologi. - M . : Nauka , 1988. - S. 138-146. — 195 s. — ( Planeten Jorden og Universet ). — 15.000 eksemplarer.  — ISBN 502005951X .
  12. ↑ Polenov B.K. Orlov, Alexander Petrovich // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
  13. ↑ Yastrebtsev E. Orlov, Alexander Petrovich // Russisk biografisk ordbog  : i 25 bind. - Sankt Petersborg. - M. , 1896-1918.
  14. ↑ Præsidiets beslutning af 15. januar 1965
  15. ↑ Mikhail Alexandrovich Sadovsky: essays, erindringer, materialer. N. V. Kondorskaya. At huske M. A. Sadovsky . - Moskva: Nauka, 2004. - S. 113. - 271 s. - 530 eksemplarer.  — ISBN 5-02-033294-1 . Arkiveret 19. juni 2020 på Wayback Machine
  16. ↑ E. M. Butovskaya . Dato for adgang: 20. december 2016. Arkiveret fra originalen 21. december 2016.
  17. ↑ N. A. Vvedenskaya . Dato for adgang: 20. december 2016. Arkiveret fra originalen 21. december 2016.
  18. ↑ Gere, Shah, 1988 , s. 114-115.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
 Geologi
teoretisk
Dynamisk
historisk
Anvendt
Andet
Kategori Geologi