علوم الأرض والجيولوجيا

أجهزة رصد وتسجيل الموجات الزلزالية

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الرابع

KFAS

الموجات الزلزالية أجهزة رصد الموجات الزلزالية علوم الأرض والجيولوجيا

تحتاج عملية رصد وتسجيل الموجات الزلزالية سواء تلك الناتجة عن الزلازل الطبيعية أو التي يتم توليدها صناعياً لاستخدامها في عمليات المسح الزلزالي الاستكشافي، لمجموعة أجهزة رسم الزلازل (Seismograph).

وفي كلتا الحالتين فإن الأجهزة تعتمد في عملها على نفس المبادئ، ورغم وجود اختلافات ضئيلة بينها إلا أن التشابه بينها كبير وهي تشمل:-

(1) جهاز قياس الاهتزازات (Seismometer)

وهو الأساس في عمليات الرصد والمسح الزلزالي، حيث يقوم بتحويل الاهتزازات الأرضية الناتجة عن مرور الموجات الزلزالية إلى طاقة كهرومغناطيسية يسهل التعامل معها من حيث تسجيلها وحساب معاملاتها. وهناك أنواع مختلفة من هذا الجهاز يعتمد كل واحد منها في عمله على أحد المبادئ الفيزيائية.

أكثرها استخداماً هو جهاز قياس الاهتزازات الكهرومغناطيسي(Electromagnetic or Velocity seismometer) والذي يعتمد في عمله على مبدأ الكهرومغناطيسية.

 

حيث أن ملفاً كهربائياً يبدأ في الحركة عند تأثره بالاهتزازات داخل مغناطيس دائم التمغنط لتتحول هذه الاهتزازات إلى تيار كهربائي، ويتطلب هذا العمل أن يتم تثبيت أحد هذين (المغناطيس أو الملف) في علبة وأما الآخر فيتم تعليقه بها بواسطة أسلاك عالية المرونة (Suspension wire).

نحتاج في العادة لرصد اهتزازات أرضية قد تصغر في سعتها إلى أقل من 10-7 سم.

لهذا تكون هذه الأجهزة ذات حساسية عالية تعتمد على عدد لفات الملف وقوة المغناطيس والأبعاد الداخلية لكل منها.

 

يكون تفاعل هذا الجهاز مع الاهتزازات ذات الترددات المساوية لتردده الطبيعي غير مضبوط، لهذا وللاستفادة من عمله بشكل جيد بحيث يقوم بالتفاعل مع جميع الأطوار المتلاحقة للموجات الزلزالية.

فهذا يتطلب أن يهن (يضعف) الجهاز في عمله عند مرور أحد الأطوار ليبدأ في العمل مع الطور التالي ثم يهن مرة أخرى وهكذا وعملية التوهين (الضعف) هذه (Damping) يمكن إجراؤها ميكانيكياً أو كهربائياً.

 

(2) وحيث أن جهاز قياس الاهتزازات يعمل على تحويل جميع الاهتزازات الأرضية إلى تيار كهربائي، فإن جزءاً منها يكون تلك الموجات الزلزالية التي نرغب في تسجيلها ودراستها.

وهناك دائماً جزء آخر من الاهتزازات غير المرغوب فيها، والناتجة عن مصادر عديدة كالرياح والمياه الجارية في الأنهار وأمواج البحار وحركات المرور والآليات والحيوانات… الخ تسمى هذه الاهتزازات «الضجيج الزلزالي» (Seismic Noise)، ولا بد من تقليل هذا الضجيج أو الخلاص منه إن أمكن.

لهذا نحتاج إلى تكبير الموجات الزلزالية من جهة وإلى تصفيتها من جهة أخرى، وعليه يشمل جهاز رصد الزلازل فيما يشمل المكبر (Amplifier) والمصفى (Filter).

 

وبعد تكبير وتصفية الموجات الزلزالية يتم نقلها إلى جهاز التسجيل (Recorder) لتسجيلها إما مباشرة على شريط ورقي يسمى «التسجيل الزلزالي» (Seismogram) أو على شريط مغناطيسي في الغالب.

وعندئذ قد يكون التسجيل عادياً أو رقمياً (Digital) ليتسنى إدخال المعلومات في عمليات حسابية أوتوماتيكياً باستخدام الحاسب الإليكتروني.

وفي جميع الأحوال يجب نقل المعلومات المسجلة مغناطيسياً إلى شريط ورقي، حتى نتمكن من قراءتها وتحديد الموجات المختلفة.

 

وحيث أن دراسة الموجات الزلزالية تقتضي معرفتنا بأزمنة انتقالها من مصدرها إلى مكان رصدها وبدقة عالية تصل في عمليات الاستكشاف العميق إلى 0.01 من الثانية.

وقد نحتاج إلى دقة 0.001 من الثانية في الدراسات ذات العمق الضحل فإن من أهم متطلباتنا في كل جهاز رصد زلزالي ضرورة احتوائه على جهاز توقيت دقيق يفي بالدقة المطلوبة.

إن كل جهاز قياس اهتزاز يحتاج جهاز تصفية وجهاز تكبير ورأس مغناطيس (Magnetic Head) أو قلم للتسجيل.

 

وهذا التتابع التجهيزي يطلق عليه تعبير «قناة زلزالية»(Seismic Channel) وهذا التعبير شائع في علوم الزلازل التطبيقية حيث الحاجة الماسة لاستخدام الكثير من هذه القنوات في أي مسح زلزالي.

لقد جرت العادة على أن يتم تصنيع هذه الأجهزة بقنوات متعددة (Multi– Channel Seismograph) غالباً ما تكون مضاعفات الرقم 6.

لهذا تجد أن أجهزة رسم الزلازل الاستكشافية هي في الغالب ذات 6 أو 12 أو 24 أو 48 أو 96 قناة أو أكثر في بعض الحالات.

 

حيث يتم في العادة تصنيع وتجميع أجهزة التكبير والتصفية والتسجيل في وحدات سداسية أو مضاعفاتها. أما الأجهزة المستخدمة في عمليات رصد الزلازل الطبيعية فليس بالضرورة أن تكون هكذا.

وفي حالات التسجيل على أشرطة مغناطيسية، فهناك أجهزة ومعدات تحويل لتحليل المعلومات ونقلها إلى أشرطة ورقية (Play– back Facilities) يتم بها تجهيز محطات رصد الزلازل ومراكز تحليل المعلومات الزلزالية.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق
إغلاق