Начало инструментальной сейсмологии

Очевидно, самый первый прибор следовало бы на­звать сейсмоскопом, а не сейсмографом, ибо он только регистрировал землетрясения, но не измерял их силу. Изобрел его, по свидетельству некоего историка, Чжан Хен, возглавлявший отдел альманахов и истории Китая, в 132 году н. э. Со свойственной китайцам изобретатель­ностью он смастерил искусно орнаментированный сосуд в виде бочонка диаметром около 90 сантиметров. На внешней поверхности сосуда он укрепил восемь голов драконов; в пасти каждого лежал шарик. Ниже, под го­ловами драконов, он поместил лягушек с поднятыми вверх открытыми ртами. Внутри сосуда, подобно языку колокола, висел маятник, укрепленный так, чтобы при подземном толчке, покачнувшись, он выбивал бы один из шариков в пасть лягушки. По-видимому, предполага­лось, что это устройство будет срабатывать от колеба­ний, не заметных для людей; однако сомнительно, чтобы оно реагировало таким образом. Но, во всяком случае, этот прибор предназначался для определения направле­ния распространения волн по упавшему шарику. Благо­даря ему можно было определить направление к центру землетрясения.

Во времена Чжана, когда человечество имело самые смутные представления о характере происходящих со­бытий, все непонятное становилось предметом мистифи­кации. Предания о происшествии обрастали множеством подробностей, что являлось своеобразной попыткой наи­более любознательных людей осмыслить и истолковать происходящее. Интересно отметить, что на приборе Чжа­на были изображены драконы и лягушки,— в те времена символы всего таинственного, что царило на земле и в небесах. Землетрясение — это земное явление, но про­исходило оно, как верили, по воле небес. Польза от при­бора Чжана была невелика, со временем о нем совер­шенно забыли, и только много веков спустя ученые вновь обнаружили его.

Намного позднее—в 1703 году—француз по имени Отфёй заполнил ртутью сосуд, по краям которого было сделано восемь отверстий и под ними помещены чашеч­ки. При сотрясениях земли сосуд наклонялся и ртуть за­полняла чашечку. По своему назначению прибор Отфёя

Начало инструментальной сейсмологии

напоминал устройство Чжана, и он также давал весьма скудные сведения о землетрясениях. Однако нельзя не отметить, что принцип построения приборов такого рода и сейчас еще окончательно не отброшен. Даже в наши дни встречаются люди — из числа тех, кто не в состоянии обзавестись настоящими приборами,— которые подвеши­вают маятник над песком и по его отметкам определяют направление распространения волн 1.

В конце XIX века было сконструировано несколько оригинальных приборов, предназначавшихся для фикса­ции времени землетрясения. Достигалось это остановкой часов, зажиганием лампочки, включением звонка и мно­жеством других похожих способов. Однако ни один из этих приборов не мог измерить силу землетрясения или же указать его место.

Маятники — непременная деталь сейсмографов. И это не случайно. Разумеется, проблема заключается в том, чтобы измерить смещение почвы на станции наблюдения. Но как и из какой исходной точки это сделать, когда в движение приходит вся Земля?

Ответ на этот вопрос не требует особой сообразитель­ности: он вытекает непосредственно из нашего повсе­дневного опыта. Всем хорошо известно, что свободно ви­сящие предметы стремятся сохранить свое изначальное положение в тот момент, когда все другие предметы вок­руг них приходят в движение. Мы сталкиваемся с этим явлением в автобусах — стоит водителю тронуть маши­ну с места, как ременные поручни отклоняются назад. Неся в руке стакан с водой и делая при этом резкое дви­жение, мы видим, как вода, стремясь остаться на месте, выплескивается через край. Свойство висящего маятни­ка оставаться в покое определяется его инерцией; благо-даря инерции маятника мы получаем неподвижную или почти неподвижную точку, от которой можно вести из­мерения. Большинство сейсмографов устроено именно по этому принципу.

Маятниковые сейсмографы известны уже давно, но долгое время качество их было неудовлетворительным. Из-за необходимости прикреплять к маятнику записыва­ющие устройства их восприимчивость и точность значи­тельно снижались. При измерении слабых эффектов от удаленных землетрясений результаты оказывались не­важными. Как и профессору Маккомбу, им явно не хва­тало чувствительности.

Для того чтобы устранить этот недостаток, маятни­ки стали делать все тяжелее. Так продолжалось до тех пор, пока сейсмологам не надоело хвастать гигант­ским весом своих приборов. Двадцатитонные сооруже­ния стали обычным явлением. Стоит ли говорить, что чу­довищный размер таких приборов делал их страшно не­удобными в обращении и не способствовал достижению достаточной чувствительности.

Примерно в 1855 году Луиджи Пальмери, дирек­тор обсерватории на Везувии, изобрел так называемый электромагнитный сейсмограф, который, однако, не име­ет ничего общего с современными приборами. В настоя­щее время он не применяется.

В середине 1880 года Джон Милн1
—один из круп­нейших сейсмологов — внес в конструкцию прибора важ­ное усовершенствование, использовав для записи фото­бумагу. Тем самым он исключил трение. Кроме того, Милн предложил вести регистрацию волн на движущей­ся ленте с одновременной автоматической отметкой вре­мени на ней. Подобное усовершенствование прибора позволяло с большей точностью фиксировать время прихо­да волн. Но, к сожалению, бумага двигалась недоста­точно быстро, поэтому отметки времени на ней делались без необходимой точности.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 48 | 0,171 сек. | 12.5 МБ