防災科普|我們是如何監測到地震的?


地震,是由於地殼運動、各大板塊相互擠壓碰撞破裂所產生的振動。這樣一個普遍的自然現象,卻給我們帶來不可磨滅的傷痛。

為了減輕地震帶來的傷害,人類不斷地對地震進行著監測和研究。那麼,當地震發生的時候,我們是利用“地球的聽診器”——地震儀監測到地震的。

1.地震儀的作用

地震儀是記錄地面運動的儀器,能夠時刻監測、記錄地面運動情況,並將地面運動過程以波形的形式記錄下來,根據地震波形的特徵及走時可計算出發震時刻、震中位置、震源深度、震級等地震參數,並判斷出是地方震、近震、遠震或極遠震等。

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值得注意的是,地震儀是對地震實時記錄的,是檢測地震而非預測地震


2.地震儀的組成及原理

地震儀由2部分組成,分別是地震計(拾震器)和記錄器。

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地震計,又叫拾震器,它是接收地面運動的一種傳感器,一般分為三個方向(水平南北向、水平東西向和豎直向)檢測地面運動,並將地面運動轉換為電信號輸出。

記錄器是將地震計輸出的地動信號放大記錄保存下來。

基本原理:

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基於地面上一個懸掛著的擺錘的慣性作用,當地震發生時,地面運動而擺錘保持不動,把擺錘和地面之間產生的相對運動記錄下來就是一條具有不同起伏幅度的曲線,稱為地震動曲線。曲線起伏幅度與地震波引起地面振動的振幅相應,它標誌著地震的強烈程度。


3.地震儀的發展

世界第一臺地動儀

公元132年中國東漢時期的科學家張衡發明了世界上第一臺用於地震觀測的地動儀。公元138年,設置在洛陽的地動儀檢測到一次發生在甘肅省內的地震。這是人類歷史上第一次用地震儀器檢測到地震。

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具有複雜機械系統的地震儀

1855年意大利科學家盧伊吉·帕爾米里發明了真正意義上的具有複雜機械系統的地震儀。

第一臺精確地震儀

1880年英國地理學家約翰·米爾恩發明了第一臺精確的地震儀,它能夠隨時間變化記錄地震動。1889年,其安置在德國波茨坦的現代地震儀記錄到了發生在日本的一次地震,獲得了人類歷史上第一張地震圖。

中國第一個地震觀測臺

1930年,我國老一輩地震學家李善邦建起了中國第一個地震觀測臺——北京鷲峰地震臺並開展地震觀測,先後研製出現代1(霓)式地震儀,51式系列地震儀。

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模擬地震儀

1949年中華人民共和國成立後,幾個多震省份都設立了區域地震觀測網,所用儀器為模擬地震儀。

模擬地震儀是以模擬量記錄地震的地震儀,通過筆繪記錄(煙燻、墨水)、照相機記錄、磁帶記錄等方式,將微小的地面運動進行放大,再以波形的形式記錄在紙上。

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數字化地震儀

20世紀60年代以來,數字化地震記錄逐步發展起來,現如今我國普遍使用的是數字地震儀。

數字地震儀是由數據採集器將地震計輸出的模擬信號放大、濾波後轉換為數字信號,再以數字形式進行記錄的地震儀。

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相比模擬地震儀,數字地震儀極大地提高了地震波形的記錄質量,它所具有的寬頻帶、大動態、高分辨、低失真的技術特點,使其能夠不失真地完整記錄微小地震、中強地震和遠處強震,為深入開展震源、地球內部構造、岩石圈等基礎研究工作提供優質觀測數據。


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