من اخترع جهاز قياس الزلازل؟

عند المناقشة هزة أرضية الدراسة والابتكارات التي بنيت حولها ، هناك طرق متعددة للنظر إليها. هناك جهاز قياس الزلازل يستخدم للكشف عن الزلازل وتسجيل المعلومات عنها ، مثل القوة والمدة. هناك أيضًا عدد من الأدوات التي تم إنشاؤها لتحليل وتسجيل تفاصيل الزلازل الأخرى مثل شدتها وحجمها. هذه بعض الأدوات التي تشكل الطريقة التي ندرس بها الزلازل.

الموجات الزلزالية هي اهتزازات الزلازل التي تنتقل عبر الأرض. يتم تسجيلها على أدوات تسمى أجهزة قياس الزلازل ، والتي تتبع أثرًا متعرجًا يوضح السعة المتفاوتة للتذبذبات الأرضية تحت الأداة. يشار إلى جزء المستشعر من جهاز قياس الزلازل باسم مقياس الزلازل ، بينما تمت إضافة قدرة الرسم البياني على أنها اختراع لاحق.

يمكن لأجهزة قياس الزلازل الحساسة ، التي تضخم إلى حد كبير هذه الحركات الأرضية ، اكتشاف الزلازل القوية من مصادر في أي مكان في العالم. يمكن تحديد وقت وموقع وحجم الزلزال من البيانات المسجلة بواسطة محطات قياس الزلازل.

حوالي 132 م ، اخترع العالم الصيني تشانغ هنغ الأول منظار الزلازل، أداة يمكنها تسجيل حدوث زلزال يسمى جرة التنين. كان جرة التنين عبارة عن جرة أسطوانية مع ثمانية رؤوس تنين مرتبة حول حافتها ، كل منها يحمل كرة في فمه. حول قدم الجرة كانت هناك ثمانية ضفادع ، كل منها تحت رأس التنين مباشرة. عندما وقع زلزال ، سقطت كرة من فم التنين وتم الإمساك بها من فم الضفدع.

بعد عدة قرون ، تم تطوير الأجهزة التي تستخدم حركة المياه ولاحقًا ، تم تطوير الزئبق في إيطاليا. وبشكل أكثر تحديدًا ، صمم لويجي بالميري مقياس الزلازل في عام 1855. كان مقياس الزلازل في Palmieri يحتوي على أنابيب على شكل حرف U مرتبة على طول نقاط البوصلة ومليئة بالزئبق. عندما ضرب زلزال ، كان الزئبق يتحرك ويقوم بعمل تلامس كهربائي توقف ساعة وبدأ أسطوانة تسجيل تم تسجيل حركة تعويم على سطح الزئبق. كان هذا أول جهاز يسجل وقت الزلزال وكثافة ومدة التحركات.

كان جون ميلن عالم الزلازل والجيولوجي الإنجليزي الذي اخترع أول مقياس زلازل حديث وعزز بناء محطات الزلازل. في عام 1880 ، بدأ السير جيمس ألفريد إيوينج ، وتوماس جراي ، وجون ميلن - جميع العلماء البريطانيين العاملين في اليابان - في دراسة الزلازل. أسسوا جمعية الزلازل في اليابان ، التي مولت اختراع أجهزة قياس الزلازل. اخترع ميلن جهاز قياس الزلازل الأفقي البندول في نفس العام.

بعد الحرب العالمية الثانية ، تم تحسين قياس الزلازل الأفقي البندول باستخدام جهاز قياس الزلازل Press-Ewing ، الذي تم تطويره في الولايات المتحدة لتسجيل موجات طويلة المدى. يستخدم جهاز قياس الزلازل هذا البندول Milne ، ولكن يتم استبدال المحور المحوري الذي يدعم البندول بسلك مرن لتجنب الاحتكاك.

شدة وضخامة مجالات مهمة أخرى في دراسة الزلازل. الحجم يقيس الطاقة المنبعثة من مصدر الزلزال. يتم تحديده من لوغاريتم اتساع الموجات المسجلة على مخطط الزلازل في فترة معينة. وفى الوقت نفسه، الشدة يقيس قوة الاهتزاز الناتج عن الزلزال في مكان معين. يتم تحديد ذلك من خلال التأثيرات على الأشخاص والبنى البشرية والبيئة الطبيعية. الشدة ليس لها أساس رياضي - يعتمد تحديد الشدة على التأثيرات المرصودة.

يذهب الفضل في موازين الكثافة الحديثة الأولى بشكل مشترك إلى ميشيل دي روسي من إيطاليا وفرانسوا Forel of Switzerland ، الذي نشر بشكل مستقل مقاييس شدة مماثلة في عام 1874 و 1881 ، على التوالي. تعاون روسي وفوريل في وقت لاحق وأنتجوا مقياس روسي فورل في عام 1883 ، والذي أصبح أول مقياس يتم استخدامه على نطاق واسع دوليًا.

استخدم مقياس روسي فورل 10 درجات من الشدة. في عام 1902 ، ابتكر عالم البراكين الإيطالي جوزيبي ميركالي مقياسًا بزاوية 12 درجة.

على الرغم من وجود العديد من مقاييس الكثافة التي تم إنشاؤها لقياس آثار الزلازل ، فإن مقياس الولايات المتحدة المستخدم حاليًا هو مقياس كثافة Mercalli المعدل (MM). تم تطويره في عام 1931 من قبل علماء الزلازل الأمريكيين هاري وود وفرانك نيومان. يتألف هذا المقياس من 12 مستوى متزايد من الشدة تتراوح من اهتزاز غير محسوس إلى تدمير كارثي. ليس لها أساس رياضي. بدلاً من ذلك ، إنه ترتيب تعسفي يعتمد على التأثيرات الملحوظة.

تم تطوير مقياس Richter Magnitude في عام 1935 بواسطة Charles F. ريختر من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. على مقياس ريختر ، يتم التعبير عن المقدار بالأعداد الصحيحة والكسور العشرية. على سبيل المثال ، يمكن حساب زلزال بقوة 5.3 على أنه متوسط ​​، ويمكن تصنيف زلزال قوي بقوة 6.3. نظرًا للأساس اللوغاريتمي للمقياس ، تمثل كل زيادة في العدد الصحيح في الحجم زيادة بمقدار عشرة أضعاف في القياس السعة. كتقدير للطاقة ، تتوافق كل خطوة عدد صحيح في مقياس الحجم مع إطلاق طاقة تزيد بحوالي 31 مرة عن الكمية المرتبطة بقيمة الرقم الصحيح السابقة.

عندما تم إنشاؤه لأول مرة ، كان من الممكن تطبيق مقياس Richter فقط على السجلات من أدوات تصنيع متطابقة. الآن ، يتم معايرة الأدوات بعناية فيما يتعلق ببعضها البعض. وبالتالي ، يمكن حساب الحجم باستخدام مقياس Richter من سجل أي مقياس زلازل معاير.