Pehea e hana ai ka Seismograph i ka ʻike ʻana i nā ʻōlaʻi
ʻO nā ʻōlaʻi kekahi o nā hanana kūlohelohe paʻakikī loa a he mea weliweli nui ia i ke ola kanaka. ʻO nā haʻalulu i loaʻa mai ka neʻe ʻana o nā papa tectonic, ka hana pele, nā hiolo ʻana o ka honua, a me nā pahū ʻana a ke kanaka hiki ke hele i nā wahi lōʻihi ma o ka ʻili o ka Honua a hoʻopilikia i ka ʻili. No ka hoʻomaopopo ʻana i ka manawa a me kahi e hana ʻia ai nā ʻōlaʻi, pehea ka ikaika o lākou, a pehea e laha ai nā nalu, pono nā kānaka ʻepekema i nā mea ana pololei. ʻO ka mea hana mua i hoʻohana ʻia he seismograph—he mea hana e hoʻopaʻa mau ana i ka neʻe ʻana o ka honua a hoʻololi iā ia i ʻikepili hiki ke kālailai ʻia.
He aha ka Seismograph?
Hoʻohana pinepine ʻia ka huaʻōlelo "seismograph" e pili ana i kahi ʻōnaehana hoʻopaʻa leo piha o ka ōlaʻi. Ma ke ʻano loea, ʻo ka sensor e ʻike ana i ka neʻe ʻana o ka honua ua kapa ʻia ʻo seismometer, ʻoiai ʻo ka mea hoʻopaʻa leo a me ka ʻōnaehana hana ʻikepili e hoʻopau i ka hana o kahi seismograph. Eia nō naʻe, i ka hoʻohana ʻana i kēlā me kēia lā, ua manaʻo ʻia kahi seismograph he hui pū ʻana o nā mea ʻelua: kahi mea e ʻike ai, ana, a hoʻopaʻa i nā haʻalulu.
ʻO nā hopena o ka hoʻopaʻa ʻana o kahi seismograph ua kapa ʻia he seismograms, ʻo ia hoʻi nā kiʻi e hoʻolālā ana i ka amplitude o nā haʻalulu e kūʻē i ka manawa. Mai kēia mau seismograms, hiki i nā kānaka noiʻi ke hoʻoholo i ka manawa hōʻea o nā nalu seismic, e helu i kahi o ke kumu o ka ōlaʻi, e kuhi i ka nui, a kālailai i nā ʻano hewa.
Nā Kumumanaʻo Kumu: Inertia a me ka Neʻe Pili
Hoʻokumu ʻia ke ʻano hana o kahi seismograph ma luna o kahi kumumanaʻo kino maʻalahi: inertia. Ke neʻe ka honua ma muli o kahi ōlaʻi, neʻe pū ka ʻāpana o ka seismograph i hoʻopili ʻia i ka honua. Eia nō naʻe, he counterweight (mass) ko ka seismograph e noho mau ana (a neʻe paha me ka liʻiliʻi o ka loli). ʻO ka hopena, hana ʻia kahi neʻe pili ma waena o ka mōlina mea kani (e neʻe pū ana me ka honua) a me ka nuipa (ka mea "waiho ʻia" ma muli o ka inertia). A laila hoʻololi ʻia kēia neʻe pili i kahi hōʻailona hiki ke hoʻopaʻa ʻia.
E noʻonoʻo e paʻa ana i kahi papa a kau i kahi mea kaumaha i kau ʻia ma luna. Ke lūlū ʻia ka papa, e ʻike ʻia ke kaumaha e neʻe ana i ka ʻaoʻao ʻē aʻe, a i ʻole e emi ana ma hope. ʻO kēia ʻokoʻa o ka neʻe ʻana ke kumu o nā ana seismic.
Nā ʻĀpana Nui o kahi Seismograph
Ma keʻano laulā, aia kekahi mau ʻāpana koʻikoʻi o kahi seismograph:
1. Nuipaʻa Inertial (Manuipaʻa Hōʻoia)
ʻO ka ʻāpana koʻikoʻi loa e lawelawe ana ma ke ʻano he "kuhikuhi" ma muli o kona ʻano e noho paʻa. Hiki i kēia nuipa ke lilo i nuipa metala kaumaha i hoʻopili ʻia i kahi ʻōnaehana puna a i ʻole pendulum.
2. ʻŌnaehana Puna/Pendulum
Nā hana e kākoʻo i ke kaumaha a hoʻoponopono i ka pane a ka mea kani i ka haʻalulu. ʻO nā palena e like me ke kūpaʻa puna a me ka damping e hoʻoholo i ka alapine kūlohelohe a me ka ʻike o ka mea kani.
3. ʻŌnaehana Hoʻemi
Me ka ʻole o ka damping, e oscillate ka nuipa no ka manawa lōʻihi ma hope o ka hala ʻana o ka haʻalulu, e paʻakikī ai ka heluhelu ʻana i ka ʻikepili. Hiki i ka damping ke wai, magnetic, a i ʻole uila e hōʻemi i ka oscillation nui.
4. Transducer (Hoʻololi i ka Neʻe ʻana i Hōʻailona)
Ke hoʻololi nei i ka neʻe pili i kahi hōʻailona uila. ʻO nā ʻano maʻamau he electromagnetic (coil a me magnet), capacitive, a i ʻole optical sensors.
5. ʻŌnaehana Hoʻopaʻa Leo a me ka Loaʻa ʻIkepili
Hoʻololi ʻia nā hōʻailona analog i kikohoʻe e kahi ADC (Analog-to-Digital Converter), i hōʻailona ʻia i ka manawa (ma muli o GPS), a laila mālama ʻia a/a hoʻouna ʻia paha i kahi kikowaena loiloi.
6. Hale Mea Hana a me ke Kumu Hoʻokumu
Ua kau ʻia nā seismographs ma luna o nā kahua paʻa, pinepine i loko o nā hale papahele a i ʻole nā lua wai, e hōʻemi i ka haunaele mai ka hana a kānaka, ka makani, a i ʻole nā ʻano like ʻole o ka mahana.
Pehea e "lohe" ai nā seismographs i nā nalu ʻōlaʻi?
Ke hiki mai kahi ōlaʻi, hoʻokuʻu ʻia ka ikehu a laha ma ke ʻano he mau nalu seismic, ʻo ia hoʻi:
– Nā nalu P (Mua): nā nalu hoʻopaʻa, hiki koke mai, hiki ke hoʻolaha ma waena o nā mea paʻa a me nā wai.
– Nā nalu-S (Lua): nā nalu ʻokiʻoki, lohi, hoʻolaha wale ma o nā mea paʻa.
– Nā nalu ʻilikai (Rayleigh & Love): ʻo ia ka mea luku loa, e pālahalaha ana ma kahi kokoke i ka ʻilikai o ka Honua.
Hoʻopaʻa nā seismographs i nā loli o ka neʻe ʻana o ka honua i ka hala ʻana o ka manawa. Ma kahi seismogram, ʻike mua ʻia nā nalu P ma ke ʻano he haʻalulu liʻiliʻi a wikiwiki, ukali ʻia e nā nalu S me nā amplitudes nui aʻe, a laila nā nalu ʻili me nā lōʻihi lōʻihi a me nā amplitudes nui loa.
Ma ka hoʻohālikelike ʻana i ka ʻokoʻa o nā manawa hōʻea o nā nalu P a me S ma kahi kikowaena, hiki i nā kānaka noiʻi ke kuhi i ka mamao o ke kumu o ka ōlaʻi mai kēlā kikowaena. Ma ka hoʻohui ʻana i ka ʻikepili mai nā kikowaena he nui, hiki ke hoʻoholo ʻia kahi o ka ōlaʻi me ka hoʻohana ʻana i ka triangulation.
Nā Seismographs Hou: Mai ka Peni a i ke Kikohoʻe
I ka mōʻaukala, ua hoʻohana nā seismographs mua i nā ʻōnaehana mechanical: kahi nuipa i hoʻopili ʻia i kahi peni e kākau ana ma kahi pahu pepa e wili ana. ʻOiai he mea nui ke kumumanaʻo i ka hoʻomohala ʻana o ka ʻepekema honua, ua neʻe nā mea hana hou i nā ʻōnaehana kikohoʻe pololei kiʻekiʻe.
Hoʻohana nā seismographs kikohoʻe i nā mea ʻike e hoʻopuka i nā hōʻailona uila e like me ka wikiwiki a i ʻole ka wikiwiki o ka neʻe ʻana o ka honua. A laila hoʻāʻo ʻia ka ʻikepili ma kahi wikiwiki kikoʻī (e.g., 100 Hz a ʻoi aku paha) ma muli o ka pono a kānana ʻia e hōʻemi i ka walaʻau. ʻAe ka digitalization i ka hoʻoili ʻikepili maʻalahi i ka manawa maoli, e hiki ai i kahi ʻōnaehana nānā ʻōlaʻi wikiwiki loa.
ʻO kekahi o nā ʻano sensor i hoʻohana pinepine ʻia:
– Ka seismometer Broadband: hiki ke hoʻopaʻa i nā haʻalulu me kahi alapine ākea, kūpono no nā ōlaʻi kūloko a hiki i nā ōlaʻi mamao (teleseismic).
– Ka accelerometer neʻe ikaika: i hoʻolālā ʻia e hoʻopaʻa i nā wikiwiki ikaika me ka ʻole o ka "saturation", he mea nui no ka nānā ʻana i ka haʻalulu kokoke i nā kumu ōlaʻi a me nā pono ʻenekinia hale.
Ka Hoʻoholo ʻana i ka Nui a me ka Ikaika mai ka ʻIkepili Seismograph
Hoʻohana ʻia ka ʻikepili Seismograph e helu i ka nui, kahi ana o ka ikehu o ka ōlaʻi. I ka hana hou, hōʻike pinepine ʻia ka nui ma ke ʻano he Mw (Moment Magnitude), e pili ana i ka manawa seismic (ka nui o ka hewa, ka nui o ka paheʻe, a me ka paʻakikī o ka pōhaku). Kōkua nā Seismograms i ka helu ʻana i kēia mau palena ma o ka nānā ʻana i ka amplitude nalu a me ka spectrum.
I kēia manawa, wehewehe ka ikaika i ka hopena o kahi ōlaʻi ma kahi kikoʻī, i hoʻopili ʻia e ka mamao i ke kumu, nā kūlana o ka honua, a me ka maikaʻi o ka hale. Kōkua nā seismographs i ke ana ʻana i nā palena haʻalulu e like me ka Peak Ground Acceleration (PGA) a i ʻole Peak Ground Velocity (PGV), he mea koʻikoʻi no ka hoʻēmi ʻana i ka pilikia a me ka hoʻolālā kūkulu.
No ke aha he mea nui ka wahi o ke kau ʻana o ka Seismograph?
ʻAʻole hilinaʻi wale ka pololei o kahi seismograph i ka ʻenehana, akā, i ke kaiapuni hoʻonohonoho. ʻO ke kūpono, pono e kau ʻia ka mea kani:
- kaʻawale mai nā alaloa, nā hale hana a me nā hana a kānaka e hōʻemi i nā haʻalulu ʻaʻole ia he ōlaʻi,
- ma luna o ka pōhaku paʻa,
- i loko o kahi lumi me kahi mahana mau,
– a he ʻōnaehana manawa kikoʻī (GPS timing) i hiki ai ke hoʻonohonoho like ʻia ka ʻikepili ma waena o nā kikowaena.
Hiki i nā haunaele e like me ke kaʻa, nā mīkini, nā ʻale o ke kai, a i ʻole nā ikaika makani ke hana i ka walaʻau i hoʻopaʻa ʻia e pono ai ke hoʻokaʻawale ʻia ma o ka hana hōʻailona.
Nā Seismographs ma nā ʻōnaehana ʻōlelo aʻo mua
Ma nā ʻāina he nui i pilikia i ka ōlaʻi, ʻo nā seismographs ke kumu o nā ʻōnaehana hoʻolaha mua o ka ōlaʻi. Ma muli o ka hiki wikiwiki ʻana o nā nalu P a ʻaʻole i hōʻino nui ʻia, hiki i ka ʻōnaehana ke ʻike i nā nalu P a hoʻouna i kahi leka hoʻomaopopo ma mua o ka hiki ʻana mai o nā nalu S a me nā nalu o luna i kahi wahi i hāʻawi ʻia. ʻOiai ʻo ka manawa hoʻolaha he mau kekona wale nō a i ʻole he ʻumi kekona, ua lawa ia e hoʻōki i nā kaʻaahi, e hoʻopau i ke kinoea, a i ʻole e hāʻawi i nā kānaka i kahi manawa e pale ai.
Pani
ʻO ke ʻano hana o kahi seismograph e hoʻohana nui ana i ka neʻe pili i hoʻokumu ʻia e ka inertia nui e pili ana i ka neʻe ʻana o ka honua. Mai kahi manaʻo physics maʻalahi, ua ulu ka seismograph i mea hana kikohoʻe koʻikoʻi loa i hiki ke hoʻopaʻa i nā haʻalulu mai nā kumu ōlaʻi liʻiliʻi a i nā hanana nui, transcontinental. Ma o nā seismograms, hiki i nā kānaka ʻepekema ke hoʻoholo i ka manawa o kahi hanana, kahi o ke kikowaena, ka hohonu, ka nui, a me ke ʻano o ka hewa—ʻo ia nā ʻike koʻikoʻi no ka hoʻomaopopo ʻana i ka dinamika o ka Honua a me ka hōʻemi ʻana i ka pilikia pōʻino. Me nā pūnaewele seismograph e piʻi nui ana a me ka hoʻomohala ʻana o nā ʻōnaehana loiloi manawa maoli, ke holomua nei ka hiki o ke kanaka ke ʻike a pane i nā ōlaʻi, ʻoiai nā pilikia hoʻēmi e pono mau ana ke kākoʻo i nā ʻoihana, ka hoʻonaʻauao, a me ka mākaukau o ke kaiāulu.
