Tổng quan về máy đo địa chấn

Máy đo địa chấn là một công cụ dùng để theo dõi sự xuất hiện của động đất và ghi lại các thông số như sóng địa chấn; nó còn được gọi là máy đo địa chấn. Vào năm 132 sau Công nguyên, nhà khoa học triều đại Đông Hán Zhang Heng đã phát minh ra máy đo địa chấn sớm nhất trên thế giới-"Máy đo địa chấn" (Didongyi). Thiết bị hình -bình rượu-bằng đồng này có một con lắc treo bên trong và tám cơ chế phức tạp; bằng cách khiến một quả bóng đồng rơi ra từ miệng con rồng, nó chỉ ra hướng của tâm chấn-một phát minh có trước các dụng cụ tương tự của Châu Âu hơn 1.700 năm. Nhạc cụ ban đầu đã bị mất; các mô hình hiện có đều là những bản tái tạo hiện đại dựa trên các văn bản cổ, trong đó phiên bản do Wang Zhenduo khôi phục vào năm 1951 là phiên bản nổi tiếng nhất, trong khi một đề xuất khôi phục mới được nhóm của Feng Rui đưa ra vào năm 2005.

Máy ghi địa chấn hiện đại được thiết kế dựa trên nguyên lý quán tính, ghi lại dạng sóng thông qua chuyển động tương đối giữa con lắc và mặt đất. Năm 1880, học giả người Anh Milne đã phát minh ra máy đo địa chấn chính xác đầu tiên, sử dụng con lắc và khe sáng để ghi lại dấu vết rung động. Năm 1895, nhà khoa học người Đức Wiechert đã cải tiến thiết kế này để tạo ra máy đo địa chấn Wiechert, có cả bộ giảm chấn không khí và cơ chế khuếch đại cơ học; Máy đo địa chấn con lắc nặng 17-tấn của ông vẫn hoạt động cho đến ngày nay tại Trạm ghi địa chấn tham chiếu Nam Kinh. Năm 1906, máy đo địa chấn điện từ do nhà khoa học người Nga Galitzin phát triển đã chuyển đổi tín hiệu địa chấn thành tín hiệu điện. Thiết bị đo địa chấn được phân loại theo chu kỳ đo thành ba loại-chu kỳ-ngắn, chu kỳ{11}}dài và băng thông rộng-cho phép ghi lại các sóng địa chấn truyền đi ở nhiều tốc độ khác nhau. Trung Quốc thành lập đài quan sát địa chấn đầu tiên vào năm 1930, độc lập phát triển máy đo địa chấn "Ni{16}}loại" vào năm 1951 và giới thiệu các thiết bị như loại Kirnos{17}}và loại Wiechert{21}}vào những năm 1950; nước này hiện đã thiết lập một mạng lưới giám sát kỹ thuật số trải rộng trên toàn quốc. Kể từ đầu thế kỷ 21, công nghệ cảm biến quang{22}}sợi quang phân tán đã cho phép giám sát địa chấn mật độ-cao bằng cách sử dụng cáp quang tiêu chuẩn, trong khi máy đo địa chấn chu kỳ ngắn dựa trên nút-đã được ứng dụng rộng rãi trong khảo sát kỹ thuật.

Trạm Đo lường Địa chấn Quốc gia đã thành lập các cơ sở hiệu chuẩn chuyên dụng-chẳng hạn như các bảng rung tần số cực-thấp{2}}-để thực hiện hiệu chuẩn chính xác trên các thiết bị như gia tốc kế chuyển động-mạnh và máy đo địa chấn bề mặt. Máy đo địa chấn đáy đại dương-được thiết kế để chịu được môi trường áp suất cao-của biển sâu; Nhóm thám hiểm nghiên cứu Nam Cực của Trung Quốc đã triển khai 15 thiết bị như vậy ở khu vực Biển Scotia để tiến hành quan sát địa chấn nguồn-thụ động{10}}dài hạn. Điều quan trọng cần lưu ý là những thiết bị này chỉ được sử dụng để ghi và phân tích dữ liệu địa chấn; chúng không thể được sử dụng để dự đoán động đất.